Lernen von Lurchen und Zebrafischen

Beim mexikanischen Schwanzlurch oder dem Zebrafisch wachsen geschädigte Körperteile oft vollständig nach. Demgegenüber ist das Regenerationsvermögen des menschlichen Organismus beschränkt. Allerdings könnten Stammzelltherapien in Zukunft helfen, auch beim Menschen defekte Gewebe und Organe wiederherzustellen. Über aktuelle Ergebnisse der Forschungsschwerpunkte Hämatologie und Immunologie, Diabetes, neurodegenerative Erkrankungen sowie Knochen- und Knorpelersatz informierte das DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden Mitte Oktober auf der Messe „Biotechnica“ in Hannover.
 Schädigungen des Körpers durch Abnutzung und Krankheit gewinnen in einer alternden Bevölkerung zunehmend an Bedeutung. Eine langfristige Überlastung der Gelenke beispielsweise verursacht Arthrose. Und das Absterben von Nervengewebe bei einer Altersdemenz führt zu geistigen Einbußen sowie nicht selten auch zum Verlust eines selbstständigen Lebens. Die gegen solche Leiden verfügbaren Therapien lindern allerdings meist nur die Krankheitssymptome oder stellen durch künstlichen Ersatz wie Gelenkprothesen die verlorene Funktion in begrenztem Umfang wieder her. In den letzten Jahren hat sich allerdings eine ganz neue Perspektive für die Behandlung dauerhaft geschädigter Gewebe und Organe eröffnet – die regenerative Medizin. Sie basiert auf der Erforschung der Stammzellen. Bei den Stammzellen handelt es sich um unspezialisierte Zellen, die in den meisten Geweben des Körpers vorkommen, beispielsweise als Blutstammzellen im Knochenmark oder als Nervenstammzellen in Teilen des Gehirns. Prinzipiell können sich Stammzellen unbegrenzt vermehren und auf bestimmte Signale hin zu unterschiedlichen Spezialisten verwandeln etwa zu Blut-, Nerven-, Haut- oder Herzmuskelzellen. Dadurch werden beschädigte Zellen ersetzt, angegriffene Gewebe repariert und bei bestimmten Tieren sogar ganze Körperteile regeneriert. Ein beeindruckendes Beispiel ist der Axolotl (Ambystoma mexicanum): Wird dem mexikanischen Schwanzlurch ein Bein amputiert, wächst es unter günstigen Bedingungen komplett wieder nach. Auch beschädigte Teile des Herzens und Hirns können sich beim Axolotl vollständig erneuern.

Prozesse auf molekularem Niveau entschlüsseln

Tiere wie der mexikanische Schwanzlurch oder der ebenfalls mit außergewöhnlichem Regenerationsvermögen ausgestattete Zebrafisch dienen Grundlagenforschern daher als Modellorganismen, um regenerative Prozesse auf zellulärem und molekularem Niveau zu verstehen und daraus möglichst Prinzipien für neue, regenerative Therapien abzuleiten.
Die Entschlüsselung der komplexen Mechanismen der Geweberegeneration ist weltweit Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte. Das im Jahr 2006 gegründete DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) an der Technischen Universität gehört dabei zu den international führenden Einrichtungen. Hier arbeiten Grundlagenforscher und Mediziner daran, regenerative Behandlungsansätze für Leiden des blutbildenden, des Herz-Kreislauf- und Nervensystems, für Diabetes und für Knorpel- und Knochenerkrankungen zu entwickeln.
Ein vielversprechendes Projekt ist die Erprobung einer neuartigen Behandlungsstrategie für den Diabetes Typ 1. Diese Autoimmunerkrankung kann bereits früh im Leben entstehen, wenn das körpereigene Abwehrsystem die Insulin produzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die so genannten Betazellen, fälschlicherweise als fremd erkennt und angreift. Ein möglicher Weg, der damit einhergehenden Verminderung der Insulinproduktion entgegenzuwirken, ist die Betazell-Transplantation. Bestimmte Stammzellen lassen sich im Labor durch geeignete Wachstumsbedingungen in Betazellen verwandeln, um anschließend auf den Patienten übertragen zu werden. Auch Zellen aus der Bauchspeicheldrüse von menschlichen Spendern sind für eine Zelltherapie einsetzbar.

Faszinierend ist die Perspektive der Zelltransplantation bei der regenerativen Behandlung der Netzhaut. Netzhauterkrankungen gehören zu den häufigsten Ursachen für Sehbehinderungen in den westlichen Industrieländern, wobei zumeist das Absterben der lichtempfindlichen Fotorezeptoren ursächlich für die Sinnesschwäche ist. Degenerierte Rezeptorzellen können vom Körper nicht mehr ersetzt werden und sind somit für immer verloren. Die Verpflanzung neuer lichtempfindlicher Zellen in das Netzhautgewebe wäre daher ein vielversprechender Ansatz. Dies wird auch durch bisherige Tierexperimente bestätigt.