Haplobank steht Forscher aus aller Welt zur freien Verfügung

Stammzellen ohne Sicherheitskopie liefern Hinweis auf Krankheitsgene

Normalerweise besitzen die Körperzellen von Menschen und Mäusen einen diploiden Chromosomensatz, d. h. Gene werden von der Natur zur Sicherheit doppelt kodiert: Eine Kopie stammt von der Mutter und eine Kopie stammt vom Vater. Ist ein Gen defekt, so kann das mit den Informationen vom Zwillingsgen auf dem Zwillingschromosom verschleiert werden. Oftmals werden die fehlerhaften Informationen des kaputten Gens mit den Informationen des Ersatzgenes ausgebessert. Für Wissenschaftler ist dies ein Problem, denn so lassen sich Krankheiten schwerer erforschen, weil Ursache und Wirkung nicht immer sofort ersichtlich sind.

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Selbst kleinste Fehler im Erbgut können schlimme Folgen haben. Deswegen hat die Natur sich abgesichert und stellt in normalen Körperzellen einen doppelten Chromosomensatz zur Verfügung. Notfalls kann ein Gen mit Hilfe des Zwillingsgens repariert werden. Doch Forschern erschwert diese Sicherheitskopie oft die Arbeit, denn es ist nicht sofort Ursache und Wirkung sichtbar. Mit der Haplobank ist das anders: Dort sind murine Stammzellen hinterlegt, die nur über einen einfachen, d. h. haploiden Chromosomensatz verfügen. Hier lassen sich Gene viel einfacher an- bzw. ausschalten und dann beobachten, was passiert. Die in der Haplobank hinterlegten Zelllinien haben das Potenzial die Stammzellenforschung und damit auch die Stammzellentherapie zu revolutionieren.

 

Haploide Mäusestammzellen aus der Haplobank können Stammzellenforschung revolutionieren

Nun haben Forscher aus Österreich Mäusestammzellen mit nur einer Erbgut-Kopie hergestellt. Ganz ähnlich wie Keimzellen besitzen diese Stammzellen nur einen haploiden Chromosomensatz. Dort lassen sich viele Gendefekte einfacher an- und ausschalten, um so die unterschiedlichsten Krankheiten besser erforschen zu können. Über ihre Ergebnisse berichten sie im Fachmagazin „Nature“.

Das so entstandene Archiv mit manipulierten Mäusestammzellen, sogenannten murinen Stammzellen, umfasst etwa 100.000 Zelllinien, bei denen rund 17.000 Gene mit einem molekularen Schalter versehen sind. Diese Zahl entspricht rund zwei Dritteln aller Mäusegene, die Proteine kodieren. Federführend für den Aufbau des Stammzellen-Archivs war hierbei das Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) in Wien.

 

Untersuchung von Krankheitsmechanismen durch An- und Ausschalten von Genen möglich

In den Zelllinien lassen sich einzelne Gene beliebig an- und ausschalten. Die fehlende Sicherheitskopie bewirkt, dass sofort ersichtlich ist, was die Gene in den Zellen tun. Dank der „Haplobank“, wie das Archiv genannt wurde, gelang es bereits, ein Gen zu identifizieren, das Schnupfenviren den Zutritt zu menschlichen Zellen ermöglicht. Das Gen heißt PLA2G16. Wird es ausgeschalten, so bekommen die Schnupfen verursachenden Rhinoviren keinen Zutritt mehr und können die Zellen nicht befallen. Kein Befall heißt wiederum auch keine Symptome. Die Zukunft der lästigen Triefnase ist damit in Frage gestellt.

Mit Hilfe des Stammzell-Archivs könnten auch Gene aufgespürt werden, die das Blutgefäß-Wachstum beeinflussen. Die gezielte Anregung des Wachstums kann helfen, nach einem Herzinfarkt oder Schlaganfall geschädigtes Gewebe zu heilen. Die Regenerative Medizin dürfte von diesem Wissen enorm profitieren. Aber auch in der Krebstherapie könnte genau der gegensätzliche Ansatz einen wichtigen Fortschritt bedeuten. Wäre es möglich, das Einwachsen von Blutgefäßen in den Tumor zu hemmen und damit die Geschwulst von der Versorgung abzuschneiden, so könnte das Karzinom nicht weiterwachsen und die Patienten hätten bessere Überlebenschancen. Die Zellsammlung ist daher auch für die Krebsforschung sehr interessant.

Das Archiv und damit die gesamte Haplobank steht Wissenschaftlern aus Aller Welt als Open-Access-Ressource zur Verfügung. Sie kann die Forschung an Krankheiten vereinfachen, indem sich Vermutungen oder vielversprechende Gen-Kandidaten schneller überprüfen lassen.

 

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