FRANKFURT, 24. März 2025 – Unser Blut ist ein Wunderwerk der Natur: Pro Sekunde produziert der menschliche Körper etwa fünf Millionen neue Blutzellen, um absterbende Zellen zu ersetzen. Verantwortlich für diese enorme Regenerationsleistung sind die Blutstammzellen im Knochenmark, aus denen sich über verschiedene Entwicklungsstufen die spezialisierten Blutzellen bilden – von den sauerstofftransportierenden Erythrozyten über die für die Blutgerinnung wichtigen Thrombozyten bis hin zu den weißen Blutzellen, die unsere Immunabwehr steuern. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universitätsmedizin Frankfurt und der Goethe-Universität hat nun die Differenzierungswege dieser Stammzellen entschlüsselt – mit überraschenden Ergebnissen, die neue Perspektiven für die Medizin eröffnen.
Unter der Federführung von Prof. Michael Rieger von der Medizinischen Klinik 2 der Universitätsmedizin Frankfurt analysierten die Wissenschaftler*innen die Gen- und Proteinmuster von über 62.000 Einzelzellen. Mithilfe modernster Sequenziermethoden und Hochleistungsrechnern konnten sie die molekularen Prozesse in den Stammzellen detailliert nachvollziehen. „Wir haben einen umfassenden Überblick über die molekularen Vorgänge gewonnen und neue Oberflächenproteine entdeckt, die für die Interaktion der Stammzellen mit ihrer Umgebung im Knochenmark entscheidend sind“, erklärt Rieger. „Das zeigt uns, was eine Zelle zur Stammzelle macht und welche Gene ihre Entwicklung steuern.“
Überraschende Entdeckung: Stammzellen regulieren das Immunsystem
Besonders erstaunlich ist ein Fund, der die bisherigen Annahmen über Blutstammzellen auf den Kopf stellt: Die Forscher*innen identifizierten das Oberflächenprotein PD-L2 auf den Stammzellen, das normalerweise Immunreaktionen dämpft. „PD-L2 unterdrückt die Aktivierung und Vermehrung von T-Zellen und verhindert die Ausschüttung entzündungsfördernder Stoffe“, erklärt Tessa Schmachtel, Doktorandin und Erstautorin der Studie. Dieses Protein könnte die Stammzellen vor Angriffen des eigenen Immunsystems schützen – ein Mechanismus, der insbesondere bei Stammzelltransplantationen von großer Bedeutung ist. „PD-L2 könnte Abwehrreaktionen gegen transplantierte Stammzellen reduzieren“, so Schmachtel. Das eröffnet neue Ansätze für die Therapie von Krankheiten wie Leukämie, bei denen solche Transplantationen häufig zum Einsatz kommen.
Bedeutung für die Zukunft der Medizin
Die Ergebnisse des Teams, das neben der Universitätsmedizin Frankfurt auch Expertinnen der Universität Göteborg und der Universitätsklinik Pamplona umfasst, markieren einen Wendepunkt in der Stammzellforschung. „Unsere neue Technologie wird ungelöste Fragen der Gesundheitsforschung mit bisher unerreichter Präzision beantworten können“, betont Rieger. Möglich wurde dieser Durchbruch nur durch die enge Zusammenarbeit von Ärztinnen, Naturwissenschaftlerinnen und Bioinformatikerinnen sowie durch internationale Kooperationen.
Die Entdeckung von PD-L2 auf Blutstammzellen könnte nicht nur die Sicherheit und Effizienz von Transplantationen verbessern, sondern auch unser Verständnis von Immunreaktionen und Entzündungsprozessen vertiefen. Für Patient*innen mit Bluterkrankungen könnte dies ein Schritt hin zu besseren Behandlungsmöglichkeiten sein – ein Beweis dafür, wie Grundlagenforschung die Medizin der Zukunft gestaltet.
