Blutbildung unter Druck
Herzschlag stößt die Entwicklung von Blutstammzellen an
Der Herzschlag treibt in den Embryonen von Wirbeltieren die Blutbildung voran. Durch den einsetzenden Flüssigkeitsstrom entstehen an den Wänden der jungen Blutgefäße mechanische Kräfte, die bestimmte Signalstoffe anregen. Diese Stoffe führen dann zur Bildung von roten und weißen Blutkörperchen, haben Forscher um Luigi Adamo von der Harvard Medical School in Boston in Versuchen mit Mäusen herausgefunden. Mit dem besseren Verständnis der Blutbildung könnten Hinweise für Therapien für beispielsweise Leukämie, Immunerkrankungen oder Sichelzellenanämien erhalten werden, berichten die Forscher.
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Schon mit den ersten Herzschlägen bilden sich Vorläufer von Blutzellen in den Wänden der ersten Blutgefäße. Die Forscher um Adamo wollten daher herausbekommen, welche Faktoren zu dieser ersten Blutbildung im Embryo führen. Ein Kandidat war die mechanische Stimulation der Gefäßwände. Sie bauten daher eine rotierende Apparatur, in der sie embryonale Stammzellen von Mäusen einem Flüssigkeitsstrom aussetzen konnten. Strömt die Flüssigkeit darüber, entstehen bestimmte Signalstoffe wie die Substanz Runx1, stellten die Forscher fest. Von Runx1 wissen sie, dass es die Blutbildung reguliert. Die Flüssigkeitsreibung auf die Blutstammzellen führt auch zur Ausbildung von Vorläuferkolonien für rote und weiße Blutkörperchen.
In einem weiteren Versuchsteil schalteten die Forscher das Einsetzen des Herzschlags im Mäuseembryo genetisch aus. Die Blutbildung war daraufhin reduziert. Als die Mediziner über Zellen aus diesen Embryos wieder Flüssigkeit strömen ließen, reaktivierte diese biomechanische Belastung die Signalstoffproduktion und Blutzellenbildung. Eine andere Forschergruppe um Leonard Zon vom Children's Hospital in Boston bestätigt diese Ergebnisse durch eine gleichzeitig in der Zeitschrift "Cell" (Bd. 137, S. 736) erschienene Studie an Mäusen und Zebrafischen. Beide Forschergruppen wollen mit ihren Untersuchungen die Blutbildungsprozesse im frühen Embryo besser verstehen, um beispielsweise Medikamente zu entwickeln. Außerdem könnten mit den Ergebnissen auch Verfahren der Blutzellenherstellung im Labor voran getrieben werden.
Luigi Adamo (Harvard Medical School, Boston) et al.: Nature, Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1038/nature08073
ddp/wissenschaft.de – Martin Schäfer
