Signale an das Knochenmark

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nervenbahnenEs ist wichtig, dass genügend Blutstammzellen vorhanden sind. Die entscheidenden Signale dafür kommen von einem Körper, der eigentlich sehr unterschiedliche Funktionen hat.

Die Tatsache, dass alles im Körper mit allem verbunden ist, ist eine Wahrheit. Fakt ist aber auch, dass Forschung oft nur durch die Fokussierung auf einzelne Organe, Gewebe und Zellen möglich ist. Die Folge ist eine zunehmende Spezialisierung in Biologie und Medizin. Der Bereich „Systembiologie“ wird jedoch immer beliebter. Es geht darum, explizit zu erforschen und zu modellieren, wie sich alles auf alles bezieht. In der Medizin nennt man das „ganzheitlich“, obwohl der Begriff etwas esoterisch ist. Wissenschaftler sind immer wieder überrascht über die Zusammenhänge, die sich manifestieren. Dasselbe gilt für Ding, Matthew Decker und seine Kollegen in ihrer neuesten Entdeckung, die in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht wurde.

Immunologen der Columbia University in New York haben in Experimenten mit Mäusen eine wichtige Signalachse zwischen zwei Organen gefunden: Ein Molekül in der Leber ist für die Produktion von Blutstammzellen im Knochenmark verantwortlich. Bis dahin wurde angenommen, dass sich das Knochenmark auf der Ebene der Stammzellen vollständig selbst reguliert. „Es war für uns eine überraschende Entdeckung“, sagt Ding, „aber im Nachhinein macht es viel Sinn. Die Leber ist das wichtigste Stoffwechselorgan überhaupt, sie ist „prädestiniert, die besten Informationen über den Gesamtzustand des Körpers zu haben“. In diesem Fall verwendet er diese Information offenbar, um einem anderen Organ mitzuteilen, wie viele Stammzellen es braucht.

Das Signalmolekül heißt Thromboputin (TPO). Dies ist der wichtigste Faktor bei der Thrombozytenbildung, einem fortgeschrittenen Stadium der Blutbildung. Sie findet lange nach der Umwandlung der ursprünglichen Stammzellen in spezielle Zelllinien statt. Das ist seit mehr als 20 Jahren bekannt. Harald Schulze, Biologe an der Universität Würzburg, erforscht das OPT seit fast ebenso langer Zeit. Von Anfang an war klar, dass es nicht nur im Knochenmark, sondern auch in der Leber und den Knochen gebildet wird. „Schulze: „Das meiste TPO wird in der Leber hergestellt. Und Erythropoietin für die Produktion von roten Blutkörperchen – „auch bekannt dafür, dass es für Blutdoping verwendet wird“ – wird hauptsächlich in den Nieren produziert. Es ist daher seit langem bekannt, dass diese Signale von anderen Behörden kommen. Neu ist jedoch, dass der so genannte Stammzellpool von diesen Fernbedienungen abhängig ist.

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Kein Signal, keine Stammzelle

New Yorker Forscher haben die Bildung von TPO bei Mäusen in der Leber blockiert. Dadurch wurde die Menge der Blutstammzellen, die die Vorläufer des gesamten Arsenals der Blutzellen sind, mit 24 multipliziert. Die gleiche Hemmung von TPO in Knochenzellen oder Knochenmark hatte wenig Wirkung.

Aus Sicht der Forscher der Columbia University zeigen die Ergebnisse, dass Blut und Immunsystem nicht nur den gesamten Körper versorgen und vor Infektionen schützen, sondern auch von der Funktion anderer Organe abhängen.