Mit künstlichen Blutstammzellen den Krebs bekämpfen

Essen.Die Therapie schwerkranker Menschen ist ihr Ziel. Ein Forscherteam des Universitätsklinikums Essen will das Geheimnis der blutbildenden Stammzellen lüften.

Der Weg ist langwierig und schwer, der Aufwand riesig. Doch am Ende soll die Therapie schwerkranker Menschen stehen - solchen die unter Bluterkrankungen wie beispielsweise Leukämie, Sichelzellanämie oder schwerer Immunschwäche leiden. Ein Forscherteam am Institut für Transfusionsmedizin des Universitätsklinikums Essen will daher dem Geheimnis der blutbildenden Stammzellen auf die Spur kommen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt ihre Arbeit in den kommenden drei Jahren mit 365 000 Euro.

Rund fünf bis sechs Liter Blut zirkulieren im menschlichen Körper, das zu 40-50 Prozent aus zellulären Bestandteilen besteht: So sorgen beispielsweise die Erythrozyten (rote Blutkörperchen) für die Sauerstoffversorgung, Leukozyten (weiße Blutkörperchen) für die Immunabwehr von Fremdkörpern und die Thrombozyten (Blutplättchen) dienen der Blutstillung.

Zellen mit begrenzter Lebensdauer

Die Lebensdauer der Blutzellen ist jedoch begrenzt, so dass täglich Milliarden neuer Blutzellen im menschlichen Körper neu gebildet werden müssen. „Beim Menschen wird die lebenslange Blutbildung von sogenannten „blutbildenden Stammzellen“ übernommen, die im Knochenmark sitzen“ erklärt Dr. Hannes Klump, Leiter des Forschungsprojektes.

Durch Gendefekte in den Stammzellen kann es jedoch zu Fehlfunktionen der Blutzellen und somit zu schweren Erkrankungen kommen. „Dann ist eine Stammzelltransplantation, also ein Austausch der körpereigenen Stammzellen des Knochenmarks gegen die eines geeigneten Spenders, der klassische Weg der Therapie“, so Klump. „Das Problem ist jedoch, dass es bei einer Transplantation in der Regel keine hundertprozentige Übereinstimmung mit den körpereigenen Zellen gibt. Es besteht beispielsweise immer ein gewisses Risiko der Abstoßung.“

Hier setzt das sechsköpfige Forscherteam um Klump an: „Ideal wäre es, wenn es gelänge, den Gendefekt in den körpereigenen Stammzellen punktgenau zu reparieren, die korrigierten Zellen außerhalb des Körpers zu vermehren und sie dann dem Patienten wieder zurück zu transplantieren“, erklärt Klump. Abstoßungsreaktionen würden so vermieden, denn „man ist für sich selbst noch immer der beste Spender.“

Um diesem Ziel näher zu kommen, lassen die Forscher Blutstammzellen in der Kulturschale, quasi „künstlich“, entstehen und stellen dabei die natürliche Entwicklung, so wie sie im Embryo geschieht, nach. Dort läuft nämlich die Blutbildung nacheinander an verschiedenen Orten ab, an denen Stammzellen schrittweise dazu „erzogen werden, erwachsen zu werden“.

Langwieriger Prozess

Blutstammzellen entstehen zuerst im Dottersack, danach an den großen Blutgefäßen, in der Plazenta, in der fötalen Leber und wandern schließlich, „erwachsen und reif geworden“, ins Knochenmark, wo sie für den Rest des Lebens für die Blutbildung verantwortlich sind. „Diesen Prozess können wir momentan noch nicht komplett künstlich nachvollziehen. Der letzte Reifeschritt fehlt noch“, so der Wissenschaftler. „Aber solange der nicht erfolgt, werden die „jugendlichen“ Stammzellen bei einer Transplantation vom Körper abgestoßen. Das zeigt uns das Mausmodell.“

Hannes Klump erforscht die Geheimnisse der blutbildenden Stammzellen seit rund zwölf  Jahren - zunächst am Heinrich-Pette-Institut in Hamburg, dann an der Medizinischen Hochschule in Hannover und seit Anfang 2009 am Uniklinikum. In Kooperation mit der Akademie für Medizinische Wissenschaften in Peking hofft Klump nun auf entscheidende Fortschritte. „Die Möglichkeit künstliche Blutstammzellen zu erzeugen, die perfekt an den Patienten angepasst sind, ergäbe neue Chancen der Therapie im Bereich der Transfusions- und Transplantationsmedizin“, meint Klump. „Und letztlich ergäbe sich dadurch auch eine gewisse Unabhängigkeit von Stammzell- und Blutspenden. Doch der Wissenschaftler räumt auch ein: „Das ist alles noch Zukunftsmusik.“

Andrea Kleemann