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Medizin – 27.03.2017

Unsterbliche Zelllinien produzieren Erythrozyten im Reagenzglas

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Bristol – Britische Forscher haben eine immortalisierte Zelllinie aus Erythroblasten geschaffen, die im Prinzip in der Lage wäre, rote Blutkörperchen in unbegrenzter Menge herzustellen. Das in Nature Communications (2017; doi: 10.1038/ncomms14750) vorgestellte Verfahren dürfte vorerst nur für die Forschung von Bedeutung sein.

Trotz aller Fortschritte in der Stammzellforschung ist es bisher nicht gelungen, rote Blutkörperchen in größerer Menge herzustellen. Stammzellen lassen sich zwar in Erythroblasten differenzieren. Diese Vorläuferzellen der roten Blutkörperchen haben jedoch eine begrenzte Lebensdauer, weshalb ständig neue Stammzellen benötigt werden. Eine Massenproduktion von Erythrozyten ist auf diese Weise nicht möglich. 

Ein Team um Jan Frayne von der Universität Bristol ist deshalb einen anderen Weg gegangen. Die Forscher haben normale Erythroblasten aus dem Knochenmark isoliert und im Labor in immortalisierte Zelllinien verwandelt. Solche Zellen sind aus der Krebsforschung bekannt. Ein Beispiel sind die HeLa-Zellen, die 1951 aus einem Zervixkarzinom entnommen und seither in verschiedenen Laboren der Welt durch Zellteilung am Leben erhalten werden. Im Prinzip kommen unsterbliche blutbildende Zellen auch bei Patienten mit bestimmten seltenen Blutkrebsarten (Erythroleukämien) vor. Doch diese Zellen produzieren in der Regel defekte Erythrozyten, die nach einer Vermehrung im Labor nicht für Transfusionen geeignet wären. 

Die britischen Forscher haben deshalb Erythroblasten aus dem Knochenmark von gesunden Menschen im Labor genetisch so manipuliert, dass diese die Fähigkeit zur natürlichen Alterung – auch als Hayflick-Phänomen bezeichnet – verloren. Dies gelang mit Genen von humanen Papillomaviren (HPV16 E6/E7), die zunächst in die Erythro­blasten eingeschleust und dann mithilfe des Antibiotikums Doxycyclin aktiviert wurden. Die Zellen zeigten daraufhin tatsächlich keine Anzeichen der Alterung. Auch nach 190 Tagen teilten sie sich ununterbrochen weiter. Die dabei entstehenden Retikulozyten wiesen die gleichen Eigenschaften auf wie die normalerweise im Knochenmark gebildeten Zellen. Auch die Lebenszeiten scheinen nicht verkürzt zu sein. 

Es gelang den Forschern auch, die Zellen in kleinen Glascontainern zu kultivieren, womit laut Frayne im Prinzip die Voraussetzungen für eine Massenproduktion geschaf­fen sind. Die Zellen müssten nur noch aus den Kulturen isoliert und zu Erythrozyten­konzentraten verpackt werden. Bis sie von Blutbanken abgerufen werden können, dürften allerdings noch einige technische Hürden zu überwinden sein. Dass die Zellen in den Kulturen zu einem günstigen Preis produziert werden könnten, erscheint vorerst unwahrscheinlich.

 Die ersten Nutzer dürften Forscher sein, die sich mit den Grundlagen der Blutbildung oder auch mit dem Pathomechanismus von Infektionen wie der Malaria beschäftigen. Die CRISP-Technologie könnte auch die Möglichkeit bieten, die Zellen genetisch zu modifizieren und vielleicht die Leistungsfähigkeit der Erythrozyten zu erhöhen.

Sicherheitsprobleme sieht Frayne vorerst nicht. Die genetische Manipulation an der DNA würde ohne Auswirkungen auf die Erythrozyten bleiben, da bei der Reifung der Erythro­zyten der Zellkern ausgestoßen wird. Es bestehe deshalb keine Gefahr, dass Onkogene wie HPV16 E6/E7 in den Kreislauf der Patienten gelangen.


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