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Stammzelle oder dedifferenzierte Zelle? Zebrafische regenerieren amputierte Knochen aus vorhandenen Knochenzellen

Auszug aus der Pressemeldung des Biotechnologischem Zentrum der TU Dresden vom 18.5.11

Stammzelle oder dedifferenzierte Zelle? Zebrafische regenerieren amputierte Knochen aus vorhandenen Knochenzellen

Dresden. Der Dresdner Entwicklungsbiologe Dr. rer. nat. Gilbert Weidinger und sein Team konnten erstmals für die Regeneration von Knochen in amputierten Zebrafischflossen nachweisen, dass sich neue Knochenstrukturen aus dedifferenzierten knochenbildenden Zellen (Osteoblasten) entwickeln. Multipotente Stammzellen sind an diesem Regenerationsprozess nicht beteiligt. Die im Fisch natürlich vorkommenden Osteoblasten dedifferenzieren, das heißt, sie bilden sich in eine undifferenzierte Entwicklungsstufe zurück. Danach setzt deren Zellteilung ein, und es entwickeln sich aus ihnen nur neue knochenbildende Zellen, um die amputierten Knochenteile in der Fischflosse zu ersetzen. Diese Forschungsergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Developmental Cell veröffentlicht.

Bei Säugetieren, so auch beim Menschen, können Knochenbrüche und -beschädigungen nur in einem begrenzten Umfang regeneriert werden, also sich selbst wieder schließen und heilen. Zebrafische hingegen verfügen über die Fähigkeit, amputierte Knochenstrukturen in ihren Flossen komplett zu regenerieren. Bekannt war bisher, dass sich an der amputierten Fläche ein so genanntes Blastem bildet. Das Blastem ist ein Pool an Vorläuferzellen, die sich teilen, vermehren (proliferieren) und sich zu differenzierten Zellen entwickeln. Es stellt somit den Ursprungspool für die sich vermehrenden Zellen dar, die den Knochen in der fehlenden Flosse regenerieren.

„Bisher war aber noch nicht bekannt, aus welchen Zellen sich das Blastem entwickelt“, berichtet Dr. Gilbert Weidinger, Gruppenleiter im Sonderforschungsbereich 655 am Biotechnologiezentrum der TU Dresden (BIOTEC). Am Anfang des Forschungsprojekts gab es zwei Annahmen: Sind an der Regeneration von Knochenstrukturen in amputierten Zebrafischflossen natürlich vorkommende ruhende Stammzellen beteiligt? Oder entstehen die neu gebildeten Knochen aus sich dedifferenzierenden Zellen? Die Dedifferenzierung von Zellen ist ein faszinierender Vorgang, bei dem spezialisierte Zellen ihre besonderen Charakterisitika verlieren und zu Vorläuferzellen werden, wie sie in Embryonen vorkommen. Bisher wurde angenommen, dass die Dedifferenzierung wichtig für die Regeneration von Gliedmaßen in Salamandern und Flossen in Fischen ist, doch Beweise für diese These, die nur mit modernen gentechnischen Methoden erbracht werden können, haben noch gefehlt. Gilbert Weidingers Team zeigt nun erstmals mithilfe von transgenen Zebrafischlinien, dass dedifferenzierende Zellen und nicht Stammzellen Knochen bei amputierten Zebrafischflossen neu bilden.

Quelle: Pressemeldung des Biotechnologischem Zentrum der TU Dresden vom 18.5.11

Die vollständige Pressemeldung können Sie hier abrufen.

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