Forscher der Universität Ulm und des Cincinnati Children’s Hospital Medical Centers, USA haben gezeigt, dass die pharmakologische Hemmung des so genannten Egf-Rezeptors (Epidermal growth factor) die Wanderung blutbildender Stammzellen im Mausmodell steigert. Übertragen auf Patienten könnte diese Erkenntnis zu höheren Erfolgsraten bei (Eigen-) Knochenmarktransplantationen führen.
Nach achtjähriger Forschung hat die Gruppe ihre Ergebnisse in der renommierten Fachzeitschrift Nature Medicine publiziert. An der Universität Ulm waren Professor Hartmut Geiger und Deidre Daria an dem translationalen Stammzell-Projekt beteiligt. Rückblickend beschreibt Geiger das Projekt als „langen, mühsamen, aber lohnenden Weg“ und ein sehr gutes Beispiel dafür, wie Ergebnisse der Grundlagenforschung in zielgerichtete Therapien überführt werden können.
Bei Krebserkrankungen werden Knochenmarktransplantationen vorgenommen, um das blutbildende System nach einer Chemotherapie zu stärken. Entweder erhält der Patient eigene, vor der Behandlung abgegebene Stammzellen oder Spendermaterial.
Doch die Gewinnung der blutbildenden Zellen ist mühsam. Die Gabe von G-CSF (Granulozyten-Kolonie stimulierender Faktor) hilft dabei, Stammzellen aus dem Knochenmark in die Blutbahn zu transportieren. Durch eine Art Blutwäsche können die lebenswichtigen Zellen dann entnommen werden. Doch bei etwa zehn Prozent der Spender löst G-CSF keine ausreichende Stammzellmobilisierung aus. Die Notwendigkeit, molekulare Prozesse der Stammzellwanderung besser zu verstehen und zu beeinflussen, stand am Anfang des Forschungsprojekts.
Anhand von genetischem Mausmaterial haben die Wissenschaftler herausgefunden, welcher Genabschnitt für die Unterschiede in der Mobilisierung durch G-CSF verantwortlich ist. Nach zahlreichen Versuchen brachte die Gabe von Egf den Durchbruch: „Bei Aktivierung des Egf-Rezeptors kommt die Stammzellwanderung unter G-CSF zum Erliegen“, erklärt Hartmut Geiger. Wird die vom Egf-Rezeptor ausgelöste Signalübertragung mit pharmazeutischen Substanzen gehemmt, kann Migration wieder stattfinden. Bei Mäusen löste die Gabe eines Krebsmedikaments (Erlotinib) sogar eine fünffach erhöhte Stammzellwanderung aus.
Bisher konnten Untersuchungen an vergleichbaren Mausmodellen fast vollständig auf Menschen übertragen werden. Daher hoffen die Forscher, dass auch diese Ergebnisse bald in der Klinik Anwendung finden. Vor Studien an Patienten wollen die Forscher jedoch Tests mit humanen Stammzellen in Mäusen durchführen.
An der Forschung beteiligt waren neben der Ulmer Klinik für Allergologie und Dermatologie und dem Cincinnati Children’s Hospital Medical Center das Institut für Molekulare und Klinische Immunologie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, das Institut für Biowissenschaft an der Eastern Kentucky University sowie Institute der University of Kentucky (Innere Medizin, Hämatologie/Onkologie) und der University of Cincinnati/ Hoxworth Blood Center.
Marnie A Ryan, Kalpana J Nattamai, Ellen Xing, David Schleimer, Deidre Daria, Amitava Sengupta, Anja Köhler, Wei Liu, Matthias Gunzer, Michael Jansen, Nancy Ratner, Timothy D Le Cras, Amanda Waterstrat, Gary Van Zant, Jose A Cancelas, Yi Zheng & Hartmut Geiger: Pharmacological inhibition of EGFR signaling enhances G-CSF-induced hematopoietic stem cell mobilization, Nature Medicine (Online: 26.9. 2010, Print: Oktober 2010)
Nature Medicine
Von Annika Bingmann