Unser Blut ist ein Wunderwerk der Natur: Pro Sekunde entstehen im Körper eines Erwachsenen etwa fünf Millionen neue Blutzellen, die aus einem einzigen Ursprung stammen – den Blutstammzellen im Knochenmark. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universitätsmedizin Frankfurt und der Goethe-Universität hat nun die Entwicklungswege dieser Stammzellen entschlüsselt und dabei eine unerwartete Entdeckung gemacht: Selbst Stammzellen tragen Oberflächenproteine, die Entzündungen und Immunreaktionen dämpfen können. Dieser Befund könnte die Therapie von Krankheiten wie Leukämie revolutionieren.
Blutstammzellen sind die Baumeister unseres Blutsystems. Aus ihnen entstehen über mehrere Differenzierungsstufen die roten Blutkörperchen (Erythrozyten), die für den Sauerstofftransport zuständig sind, die Blutplättchen (Thrombozyten) für die Gerinnung und die weißen Blutkörperchen, die unsere Immunabwehr steuern. Damit dieses hochregenerative System funktioniert, müssen neue Zellen in einem ausgewogenen Verhältnis gebildet werden. Wie das genau abläuft, war bisher unklar – bis jetzt.
Unter der Leitung von Prof. Michael Rieger von der Universitätsmedizin Frankfurt untersuchte das Team, zu dem auch Wissenschaftler der Universität Göteborg und der Universitätsklinik Pamplona gehören, die molekularen Prozesse in über 62.000 einzelnen Blutzellen. Mit modernsten Sequenziermethoden und Hochleistungsrechnern erstellten sie ein detailliertes Bild der Gen- und Proteinmuster. „Wir haben erstmals einen umfassenden Überblick über die molekularen Vorgänge in Stammzellen gewonnen“, erklärt Rieger. „Das zeigt uns, welche Gene die Differenzierung steuern und welche Proteine die Interaktion mit dem Knochenmark beeinflussen.“
Die größte Überraschung: Die Forscher entdeckten das Protein PD-L2 auf der Oberfläche von Blutstammzellen. „PD-L2 ist bekannt dafür, die Aktivität von T-Zellen – den Abwehrzellen des Immunsystems – zu bremsen“, sagt Erstautorin Tessa Schmachtel, Doktorandin an der Universitätsmedizin Frankfurt. „Es verhindert deren Vermehrung und die Ausschüttung entzündlicher Stoffe.“ Vermutlich schützt PD-L2 die Stammzellen vor Angriffen des eigenen Immunsystems – ein Mechanismus, der bei Stammzelltransplantationen entscheidend sein könnte.
Für Patienten mit Leukämie oder anderen Bluterkrankungen, bei denen Stammzelltransplantationen oft die letzte Hoffnung sind, könnte diese Entdeckung bahnbrechend sein. „PD-L2 könnte helfen, Abstoßungsreaktionen gegen transplantierte Stammzellen zu reduzieren“, erklärt Schmachtel. Das würde die Erfolgschancen solcher Therapien erheblich steigern.
„Das ist ein Meilenstein“, betont Rieger. „Unsere neue Technologie erlaubt es uns, Fragen der Gesundheitsforschung mit bisher unerreichter Präzision zu beantworten.“ Er hebt die Bedeutung der Zusammenarbeit hervor: „Nur durch den interdisziplinären Austausch zwischen Medizinern, Naturwissenschaftlern und Bioinformatikern sowie internationale Kooperationen konnten wir diesen Durchbruch erzielen.“
Die Ergebnisse öffnen die Tür zu neuen Forschungsansätzen – nicht nur für Transplantationen, sondern auch für ein tieferes Verständnis der Blutbildung. Für Patienten könnte dies langfristig bedeuten: mehr Sicherheit und bessere Heilungschancen dank eines besseren Verständnisses der eigenen Stammzellen.
