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Medizin

04. April 2018 Stammzellen entwickeln sich kontinuierlich und graduell zu reifen Blutzellen

Gleich 2 hochdotierte Forschungspreise gehen an Nachwuchswissenschaftler vom Heidelberger Institut für Stammzelltechnologie und experimentelle Medizin (HI-STEM) im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ): Simon Raffel hat herausgefunden, wie der fehlgesteuerte Abbau von Aminosäuren in Leukämiestammzellen Blutkrebs fördert und wird dafür mit dem Walter-Schulz-Preis 2018 ausgezeichnet. Simon Haas teilt sich den Otto Schmeil-Preis 2018 mit seinem Kollegen Lars Velten vom EMBL. Die beiden Stammzellforscher haben gemeinsam nachgewiesen, dass sich Blutzellen im Knochenmark ganz anders entwickeln als bislang vermutet.
In einer Kooperation zwischen dem DKFZ, HI-STEM und dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) ist es Simon Haas und Lars Velten nun erstmals gelungen, die Blutbildung aus Stammzellen an einzelnen Zellen zu untersuchen.

Die Forscher entwickelten eine Methode, um die Genaktivität und die Eigenschaften von tausenden einzelner Stammzellen separat zu charakterisieren. Bislang nahm man an, dass blutbildende Stammzellen eindeutige Entwicklungsstadien durchlaufen müssen, um sich schrittweise in reife Blutzellen zu entwickeln. Doch Haas und Velten zeigten nun, dass sich Stammzellen kontinuierlich und graduell zu reifen Blutzellen entwickeln, ohne die bisher postulierten definierten Zwischenstadien zu durchlaufen.

Außerdem entdeckten die beiden Nachwuchsforscher eine zuvor nicht bemerkte Heterogenität der Stammzellen, die darauf hinweist, dass diese sich bereits früher als zuvor angenommen in verschiedene Richtungen spezialisieren. An Mäusen konnte Simon Haas zeigen, dass die Stammzell-Spezialisierung wichtig ist, um schneller auf Stress, etwa während einer viralen Infektion, reagieren zu können. Diese Ergebnisse sind auch relevant, um besser zu verstehen, wie Blutkrebs entsteht, was Velten und Haas aktuell untersuchen.

Fehlgesteuerter Abbau von Aminosäuren fördert Leukämien

Über den mit 10.000 Euro dotierten Walter Schulz Preis darf sich dieses Jahr Simon Raffel, HI-STEM und DKFZ, freuen. Die 1980 gegründete Walter Schulz Stiftung vergibt jährlich einen Forschungspreis an junge Wissenschaftler, die in der Tumorforschung eine hervorragende Leistung erbracht haben. Simon Raffel wird den Preis am 20. April in München entgegen nehmen.

Die Akute Myeloische Leukämie (AML), eine aggressive Form von Blutkrebs, kehrt nach zunächst erfolgreicher Therapie sehr häufig zurück. Schuld daran sind therapieresistente Leukämiestammzellen. Simon Raffel konnte zeigen, dass ein Enzym, das für den Abbau bestimmter Aminosäuren aus der Nahrung zuständig ist, eine zentrale Rolle bei der Entstehung dieser Leukämien spielt.

Das „BCAT1“ genannte Enzym ist in Leukämiestammzellen in auffällig großen Mengen vorhanden, die während eines Krebsrückfalls noch weiter ansteigen. In der Arbeitsgruppe von Andreas Trumpp kam Simon Raffel einer überraschenden Verbindung zwischen dem Energiestoffwechsel und dem so genannten epigenetischen Code auf die Spur: Hohe BCAT1-Spiegel haben unter anderem zur Folge, dass das Erbgut vermehrt mit winzigen Markierungen, so genannten Methylierungen, versehen wird. Diese epigenetischen Markierungen entscheiden darüber, welche Gene aktiv sind oder stumm bleiben.

Der Grad der Erbgut-Methylierung hat einen immensen Einfluss auf viele Zellfunktionen, unter anderem auf die Tumoraggressivität und die Resistenz gegenüber Chemotherapien. Eine Blockade von BCAT1 mit einem zielgerichteten Wirkstoff könnte die Methylierung des Erbguts normalisieren. Die Forscher erwarten, dass sich so Leukämiestammzellen eliminieren lassen, was die Prognose von Patienten mit AML deutlich verbessern könnte.

Quelle: Deutsches Krebsforschungszentrum


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