Forschung: Wie aus Blutstammzellen Immunzellen des Gehirns werden

Spezielle Immunzellen im Gehirn, die Mikroglia, beseitigen Abfall und wehren Krankheitserreger ab. Sie machen etwa fünf bis zehn Prozent aller Zellen im Gehirn aus. Bei manchen seltenen, erblichen Hirnerkrankungen arbeiten sie nicht richtig oder fehlen ganz. Erste Anwendungen, solche kranken Zellen durch gesunde aus Blutstammzellen zu ersetzen, werden bereits erprobt, etwa mit einer Knochenmark- oder Blutstammzelltransplantation.

Ein Gen mit Schlüsselrolle

Unklar war bislang, was in den Blutstammzellen dazu führt, ob sie sich im Gehirn zu funktionierenden Mikroglia-ähnlichen Zellen entwickeln. Nun hat Dr. Marius Mader vom Forschungsinstitut Kinderkrebs-Zentrum Hamburg und Arzt für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf zusammen mit einem Forschungsteam der Stanford University entdeckt, welches Gen dafür verantwortlich ist: Elp1. Dieses Gen kannte man bisher vor allem aus Nervenzellen, wo es in der Entwicklung eine Rolle spielt. Mit Blutbildung hatte man es nicht in Verbindung gebracht.

Dank einer neuen Methode gelang es dem Team, Blutstammzellen im Labor zu vermehren. Die so gezüchteten Zellen verhielten sich nach der Übertragung ins Gehirn von Mäusen wie normale Stammzellen, das heisst sie entwickelten sich zu Zellen, die den Mikroglia in Form und Aufräumfunktion glichen.

Bestätigt bei Mensch und Maus

Ohne Elp1 können sich Blutstammzellen weder in der Zellkultur noch im lebenden Tier gut zu Immunzellen und Mikroglia-ähnlichen Zellen entwickeln. Fehlt das Gen, gerät die Herstellung von Proteinen in den Zellen aus dem Gleichgewicht. Hingegen benötigen bereits ausgereifte Mikroglia im Gehirn Elp1 nicht, was darauf hindeutet, dass es offenbar nur für die Entstehung neuer Zellen gebraucht wird. Ob dies auch für Menschen zutrifft, wollten die Forscher anhand menschlicher Blutstammzellen, unter anderem aus Nabelschnurblut, herausfinden. Auch hier zeigte sich: Die Umwandlung funktionierte deutlich schlechter, wenn das Gen ausgeschaltet wurde. Das spricht dafür, dass Elp1 bei Maus und Mensch eine ähnliche Rolle spielt.

Wie Dr. Marius Mader jedoch betont, handelt es sich hierbei um Grundlagenforschung an Zellkulturen und Tiermodellen. Bis zur Anwendung bei Patienten sind noch viele weitere Untersuchungen nötig.