Wissenschaftler der Universität Bonn haben mit ihren Kollegen aus Cambridge (England) eine Methode entwickelt, mit der sich Erkrankungen der Plazenta mithilfe von Stammzellen erforschen lassen. Sie werden aus den Zellen gewonnen, aus denen sich später auch die Plazenta entwickelt. Die Technologie nutzt nur hochreine Chemikalien. Damit ist eine Verunreinigung der Stammzellkulturen unter anderem durch Viren ausgeschlossen. Die Forscher sind zuversichtlich, mit dieser Technik die Stammzellen der menschlichen Plazenta isolieren und kultivieren zu können. Ziel ist, die molekularen Ursachen von Plazentadefekten zu erforschen, zu verstehen und zu behandeln. Die Ergebnisse sind nun im Fachjournal „Stem Cell Reports“ erschienen.

Stammzellen aus der Plazenta – sogenannte Trophoblast Stammzellen – haben großes Potenzial für die Krankheitsforschung: An ihnen lassen sich etwa Fehlfunktionen der Plazenta untersuchen, die zum Beispiel zu mangelnder Ernährung des Fötus führen. „Kinder, die aufgrund einer solchen Erkrankung als Fötus zu klein sind, tragen ein erhöhtes Risiko, später an Übergewicht und Herzproblemen zu erkranken“, sagt Prof. Dr. Hubert Schorle von der Abteilung Entwicklungspathologie des Universitätsklinikums Bonn. Ein Ziel der Forscher ist es, nun aus humaner Plazenta solche Trophoblast Stammzellen zu gewinnen. Im Vergleich mit gesunden Trophoblasten wollen die Wissenschaftler an den Stammzellen untersuchen, welche Programme in der Entwicklung gestört sind. „Auf diesen Erkenntnissen aufbauend könnte den Föten dann mit geeigneten Therapien ein optimaler Start ins Leben ermöglicht werden“, blickt Prof. Schorle in die Zukunft.

Verunreinigungen können die Anzucht der Stammzellen stören

Bislang ist die Gewinnung von Stammzellen aus Trophoblasten beim Menschen noch nicht gelungen. „Dies liegt daran, dass die optimalen Nährbedingungen für die Kultur dieser Stammzellen unbekannt sind“, führt Erstautorin Caroline Kubaczka aus, Mitarbeiterin in Prof. Schorles Team. Nach herkömmlichen Techniken ist bei der Anzucht und Kultur der aus Trophoblasten gewonnenen Stammzellen vor allem Kälberserum erforderlich, welches je nach Charge hohen qualitativen und inhaltlichen Schwankungen unterliegt. Dies erschwert die Analyse der Stammzellkulturen und verhindert die Vergleichbarkeit der Daten unterschiedlicher Forschergruppen.

Optionen für neue Therapien

Das Forscherteam unter Federführung der Abteilung Entwicklungspathologie am Institut für Pathologie und unter Beteiligung des Life & Brain Zentrums am Universitätsklinikum Bonn sowie der Universität Cambridge (England) hat nun gezeigt, dass das Serum und sämtliche tierischen Komponenten durch zehn hochreine Chemikalien ersetzt werden können. „Wir konnten zeigen, dass damit Verunreinigungen ausgeschlossen sind, und diese Methode zu sicheren Ergebnissen in gleichbleibend hoher Qualität führt“, sagt Prof. Schorle. Die Wissenschaftler wollen als nächsten Schritt die Methode an Plazenta-Zellen von Patientinnen testen. „Dies könnte uns bei der Erforschung von Erkrankungen der Plazenta zu einem Durchbruch verhelfen und Optionen für neue Therapien eröffnen“, sagt der Forscher.

Aufenthalt an einer Top-Forschungsinstitution in Boston

Prof. Schorle arbeitet derzeit im Rahmen eines Forschungssemesters am M.I.T. – Whitehead Institute in Boston (USA), einem der Top-Institutionen für Lebenswissenschaften in der Welt. Bis Juni widmet er sich dort weiter der Stammzellforschung. „Ich bin sehr stolz, dass ich dieses Angebot bekommen habe“, sagt er. Für ihn ist es eine Rückkehr zu seinen Wurzeln: Vor rund 20 Jahren arbeitete er dort bereits als Postdoc.

Publikation: Derivation and maintenance of murine trophoblast stem cells under defined conditions, Fachjournal „Stem Cell Reports“, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.stemcr.2013.12.013