Wiener Forscher entdecken die "Sprache der Stammzellen"

Sie sind ein Hoffnungsgebiet der Medizin: Therapien mit Stammzellen. In geschädigte Organe eingebracht, sollen sie diese erneuern und Schäden beheben. Allerdings: Stammzellen können auch Krebs auslösen. Wissenschafter des von Univ.-Prof. Markus Hengstschläger geleiteten Instituts für Medizinische Genetik der MedUni Wien konnten nun den entscheidenden Mechanismus dahinter aufklären - und diesen auch blockieren. Das ist ein entscheidender Schritt, um solche Therapien der Zukunft für die Patienten sicher zu machen.

Die Stammzellen locken über ihre eigene "Sprache" verschiedene Körperzellen aus dem umliegenden Gewebe an, um solche Tumore bilden zu können. "Wir haben sozusagen die Sprache der Stammzellen entdeckt und entschlüsselt", so Hengstschläger zum KURIER. "Das könnte in Zukunft die Voraussetzung dafür werden, dass man sichere Stammzelltherapien entwickeln kann." Die Studie ist im Top-Journal Nature Communications erschienen.

Stammzellen kommunizieren

Die in den Körper eingebrachten Stammzellen kommunizieren mit ihrer Umgebung - sie senden einen Signalstoff aus, einen dem Insulin ähnlichen Wachstumsfaktor. Dieser ist für Zellen in der Umgebung der Anstoß, sich zu bewegen, ihren angestammten Ort zu verlassen.

"Die Stammzellen müssen Zellen aus dem umliegenden Gewebe des Körpers - etwa Blut-, Abwehr- oder Bindegewebszellen - anlocken, um überhaupt einen Tumor bilden zu können", sagt der Genetiker. Ein Teil der in Bewegung gesetzten Zellen wandert direkt in den Tumor hinein.

Tumore eine Folge der Kommunikation

Die als Nebeneffekte der Stammzelltherapie gefürchteten Tumore entstehen also immer nur als Folge dieses Kommunikation der Stammzellen selbst mit den normalen Zellen der Umgebung.

"Es ist sehr faszinierend zu beobachten, wie groß die durch die Stammzellen ausgelösten Veränderungen auf die Zellen des Organismus sind", sagt Margit Rosner, die Erstautorin der Publikation.

Die Stammzellen "stumm" gemacht

Hengstschläger und sein Team konnten aber nicht nur diese Kommunikation entschlüsseln - sondern diese in Mäusen auch unterbinden. Sie blockierten entweder mit speziellen Substanzen diesen Signalweg (das wäre auch der Weg für eine Anwendung an Patienten) oder schalteten in den Stammzellen jenes Gen aus, das für die Bildung des Signalstoffs - und damit für die Kommunikation - verantwortlich ist.

"Damit konnten wir die Entstehung von Tumoren effizient hemmen. Das ist eine Grundlage dafür, um solche Therapien in Zukunft sicher zu machen." Natürlich müssen die Ergebnisse aus den Studien mit Mäusen beim Menschen bestätigt werden. "Ich sehe keinen Grund, warum das beim Menschen nicht auch funktionieren sollte", betont Hengstschläger. "In diesem Fall hätten wir wirklich ein großes Thema gelöst."

Hengstschläger betont, dass es aber nicht nur um die Tumorbildung geht: "Es können durch diese Zellwanderung auch andere Nebenwirkungen entstehen, etwa gutartige Gewebewucherungen. Auch das wird durch die Blockade der Kommunikation unterbunden."

Wie Stammzelltherapien funktionieren

Stammzellen für die Reparatur von geschädigtem Gewebe können auf mehreren Wegen gewonnen werden: Entweder von Embryos oder - ethisch unbedenklich - vom Patienten selbst: Hautzellen etwa können im Labor in Stammzellen zurückentwickelt werden. Anschließend kann man sie gezielt stimulieren, dass sie sich in den gewünschten Zelltyp - z.B. Herzmuskel-, Nerven- oder Hautzelle - ausdifferenzieren.

Diese Zellen werden dann dem Patienten transplantiert, in der Hoffnung, damit geschädigtes Gewebe bzw. Organe zu regenerieren und ihre Funktion wiederherzustellen. Aber auch wenn man einem Patienten Herzmuskelzellen injiziert ist immer auch ein Anteil von Stammzellen dabei, den man nicht entfernen kann. "Und es ist ein Grundkonzept von Stammzellen zu entarten, Krebsgewebe zu bilden. Stammzellen können einfach irrsinnig viel und halten sich an keine Regeln", sagt Hengstschläger.

Studien gibt es bereits mit Herzmuskelzellen zur Reparatur von Infarktschäden oder mit Netzhautzellen bei altersbedingen Augenerkrankungen.

Forscher reagieren auf neue Erkenntnisse

Wissenschafter, die an solchen Therapien arbeiten, haben bereits angekündigt, die neuen Erkenntnisse in ihren Studien zu berücksichtigen und diese Sprache der Stammzellen, diesen Signalweg, in ihren Arbeiten zu blockieren, betont Hengstschläger. "Damit hat unsere Untersuchung eine unmittelbare Auswirkung für die Entwicklung neuer, sicherer Therapien."