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Würzburger Forscher finden Überraschendes zur Blutbildung

23.06.1999 - (idw) Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Werden Blutstammzellen aus dem erwachsenen in den embryonalen Organismus eingebracht, dann passen sie sich der Umgebung an und bilden wieder Blutzellen, die für den Embryo typisch sind. Dieser Mechanismus wird an der Universität Würzburg erforscht.

Hier untersuchen Wissenschaftler vom Institut für Medizinische Strahlenkunde und Zellforschung bei einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt, wie sich das Blutsystem im Laufe der Zeit wandelt. Dr. Albrecht Müller und Friedrich Harder berichten über ihre Arbeit:

"Schon in der Bibel steht geschrieben: 'Des Leibes Leben ist im Blute.' (3. Buch Moses 17,11). Zum Leben brauchen wir tatsächlich diesen besonderen Saft. Die roten Blutzellen sind für den Sauerstofftransport verantwortlich, während die weißen Blutzellen das Immunsystem bilden, das uns vor Krankheitserregern schützt. Alle reifen Blutzellen besitzen nur eine begrenzte Lebens- und Funktionsdauer, daher müssen sie ständig nachgebildet werden.

Wie entstehen neue Blutzellen? Sie werden aus Vorläufern gebildet, die alle aus den sogenannten Blutstammzellen hervorgehen. Die Leistungsfähigkeit des Blutsystems ist so hoch, dass bei einem erwachsenen Menschen etwa drei Millionen rote Blutkörperchen pro Sekunde neu entstehen. Da die ständige Nachbildung der verbrauchten Blutzellen von den Blutstammzellen im Knochenmark abhängt, ist es unser Ziel, die Natur und die Funktion dieser Zellen zu verstehen - denn Fehler, die sich an der Spitze des Systems einschleichen, können Auslöser für Krankheiten wie Blutkrebs, Leukämien oder erblich bedingte Immunschwächen sein.

Die Zusammensetzung des Blutes ist dynamisch. Jeder Sportler weiß, dass ein Höhentraining die Kapazität des Sauerstofftransportes durch die zusätzliche Bildung von roten Blutzellen enorm steigert. Aber auch im Verlaufe unseres Lebens ändert sich die Zusammensetzung des Blutes: Das Blut eines sehr frühen Embryos unterscheidet sich grundlegend vom Blut eines vor der Geburt stehenden Kindes, und davon wiederum ist das Blut eines Erwachsenen verschieden. Auch sind es jeweils andere Organe, in denen die Blutstammzellen während der Entwicklung aktiv sind.

Um dieses Phänomen des sich mit der Zeit wandelnden Blutsystems zu verstehen, studieren wir die Blutbildung bei der Embryonalentwicklung der Maus, die wie der Mensch ein Säugetier ist. Interessanterweise ändern sich die Stammzellen während der fortschreitenden Entwicklung des Embryos. Hat die Stammzelle eine ablaufende innere Uhr oder passt sie sich den äußeren Gegebenheiten an? Um dies zu untersuchen, haben wir eine Methode entwickelt, mit der sich Blutstammzellen in junge Mausembryonen injizieren lassen. Die Experimente ergaben ein überraschendes Resultat: Blutstammzellen aus dem Körper erwachsener Mäuse konnten, entgegen früherer Annahmen, Zellen mit embryonalen Charakteristika bilden! Dies deutet darauf hin, dass die Blutstammzellen durch den Kontakt mit der jungen Umgebung verjüngt wurden, dies spricht gegen die Existenz einer starren inneren Uhr.

Als nächstes wollen wir untersuchen, welche Wanderungswege die Stammzellen während der Entwicklung des Embryos benutzen und ob die Stammzellen des Blutes auch andere Zellen als Blutzellen bilden können. Eine elegante Methode, um dies herauszufinden, ist die Verwendung von Blutstammzellen, die genetisch so verändert wurden, dass sie bei einer Beleuchtung mit ultraviolettem Licht (UV) grün leuchten. Dadurch lassen sich die Zellen im Embryo wiederfinden. Von diesen Untersuchungen erhoffen wir uns, das Verständnis um die Biologie der Stammzellen zu vergrößern, um bessere Strategien für Knochenmarkstransplantationen und alternative Therapien erarbeiten zu können, die Krankheiten wie Krebs, AIDS und Anämien heilen können."

Weitere Informationen: Dr. Albrecht Müller, T (0931) 201-3848, Fax (0931) 201-3835, E-Mail:

albrecht.mueller@mail.uni-wuerzburg.de
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