Dem Team gelingt es, den Entwicklungsprozess hämatopoetischer Stammzellen in einem In-vitro-Kultursystem erfolgreich zu reproduzieren

Forscher der Universität Kumamoto haben bemerkenswerte Fortschritte in der Stammzellbiologie erzielt, indem sie den Entwicklungsprozess von hämatopoetischen Stammzellen (HSCs) in vitro nachgebildet haben. Dieses Kultursystem verbessert nicht nur unser Verständnis der HSC-Entwicklung, sondern führt auch zur Entwicklung eines neuen Werkzeugs, das in Zukunft bei der Stammzelltherapie und der Behandlung von Blutkrankheiten von entscheidender Bedeutung sein könnte.

Hämatopoetische Stammzellen (HSCs), die Hauptquelle der Blutzellenproduktion während des gesamten Lebens, entwickeln sich in mehreren Stadien. Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Minetaro Ogawa und Assistenzprofessor Saori Morino-Koga vom Institut für Molekulare Embryologie und Genetik fand heraus, dass in jeder Differenzierungsstufe spezifische Signalmoleküle erforderlich sind.

Das in ihrer Studie etablierte Kultursystem repliziert die Mikroumgebung, in der die HSC-Entwicklung stattfindet, und differenziert erfolgreich hämogene (blutproduzierende) Endothelzellen, die aus Mäuseembryonen stammen und HSC-Vorläufer sind, in transplantierbare HSCs.

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Dieses Kultursystem ist besonders zugänglich und vielseitig, da es weder gentechnisch veränderte Feederzellen noch die Verwendung von Serum erfordert, was bisher die Skalierbarkeit und Reproduzierbarkeit der HSC-Erzeugung einschränkte.

Als Feederzellen verwendeten die Forscher kommerziell erhältliche Endothelzelllinien und fügten lediglich zwei Signalmoleküle hinzu: Stammzellfaktor (SCF) und Thrombopoietin (TPO). Das Ergebnis war die erfolgreiche Induktion von HSCs aus embryonalen hämogenen Endothelzellen, was die Wirksamkeit der Methode und ihr Potenzial für breitere Anwendungen demonstrierte.

Die Forscher gehen davon aus, dass dieses Kultursystem ein leistungsstarkes Werkzeug für weitere Studien zu den molekularen Mechanismen der HSC-Entwicklung darstellen wird. Darüber hinaus hoffen sie, dass dies letztlich zur Induktion von HSCs aus pluripotenten Stammzellen wie embryonalen Stammzellen (ES) und induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) führen und damit neue Wege für stammzellbasierte Therapien bei Blutkrankheiten eröffnen wird.