Die tiermedizinische Versorgung hat sich in den vergangenen Jahren stark verbessert. Jetzt ist es Forschern erstmals gelungen, induzierte pluripotente Stammzellen beim Hund zu generieren.
Hunde sind seit ihrer Domestizierung vor Tausenden von Jahren treue Begleiter des Menschen. Mit der stetigen Verbesserung der veterinärmedizinischen Versorgung in den letzten Jahrzehnten hat sich ihre Lebenserwartung, genau wie bei uns Menschen, erhöht. Ein bedauerlicher Nebeneffekt ist jedoch auch bei ihnen das vermehrte Auftreten von chronischen und degenerativen Erkrankungen.
Beim Menschen resultierten die Bemühungen zur Bekämpfung solcher Krankheiten in der Entwicklung regenerativer Therapien, die größtenteils auf Stammzellen basieren. Diese Zellen haben das Potenzial, sich in viele spezialisierte Zelltypen zu differenzieren und zu reifen, die Pluripotenz. Durch die Transplantation von Stammzellen und die Steuerung ihrer Differenzierung in die gewünschten Zelltypen sind Forscher in der Lage, geschädigtes Gewebe zu regenerieren und damit den Verlauf komplexer Krankheiten zu verlangsamen oder umzukehren. Beim Menschen ist diese Therapie schon weitgehend erforscht, nicht jedoch beim Hund.
Zu diesem Zweck hat ein Forscherteam aus Japan unter der Leitung von Prof. Shingo Hatoya von der Präfekturuniversität Osaka daran gearbeitet, induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) aus Blutproben von Hunden zu isolieren. iPSCs sind Stammzellen, die aus einer differenzierten Zelle programmiert werden können, indem bestimmte Gene in sie eingefügt werden. Diese Gene kodieren für Proteine, Transkriptionsfaktoren, die die Umwandlung von einer differenzierten in eine pluripotente Stammzelle einleiten. Diese ist dann in der Lage, zu verschiedenen Zelltypen auszureifen.
iPSCs können sich sehr schnell vermehren und bieten so einen zuverlässigen Vorrat an geeigneten Stammzellen für regenerative Therapien. „Wir konnten erfolgreich eine effiziente und einfache Methode zur Generierung von caninen iPSCs aus peripheren mononukleären Blutzellen etablieren“, erläutert Hatoya. Er hebt die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Tiermedizin hervor und hofft, dass es in naher Zukunft möglich sein wird, regenerative medizinische Behandlungen bei Hunden durchzuführen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Stem Cells and Development veröffentlicht.
Frühere Versuche der Wissenschaftler, iPSCs aus Hundeblutzellen zu erzeugen, indem sie virale Vektoren verwendeten, um die Pluripotenz-induzierenden Transkriptionsfaktoren zu liefern, waren nicht so effektiv wie erhofft. Daher testeten sie in dieser Studie eine andere Kombination von induzierenden Faktoren, von denen sie glaubten, dass sie der Schlüssel zur Ausschöpfung des vollen Potenzials der Zellen waren. Vor allem aber mussten die Forscher kontrollieren, wie sich die reprogrammierten Zellen im Wirt replizieren.
Virale Vektoren, die für Pluripotenz-induzierende Transkriptionsfaktoren kodieren, können verwendet werden, um aus dem Blut gewonnene Zellen zu infizieren und sie in iPSCs umzuwandeln. Allerdings mussten die Forscher vorsichtig sein: Da diese Vektoren in das Wirtsgenom integrieren, kann die Re-Expression dieser Pluripotenzfaktoren in der Wirtszelle zur Tumorbildung führen, wenn diese Zellen in Patienten transplantiert werden.
Um dies zu vermeiden, entwickelte das Team „Footprint-freie“ Stammzellen, indem es einen bestimmten Typ viraler Vektoren verwendete, die iPSCs ohne genomische Einfügung generieren können und über von den Zellen exprimierte microRNAs automatisch stillgelegt werden können.
„Wir glauben, dass unsere Methode die Forschung im Bereich der Krankheitsmodellierung und der regenerativen Therapien in der Tiermedizin erleichtern kann“, erklärt Hatoya. Darüber hinaus glauben die Autoren auch, dass weitere Forschungen zu regenerativen Therapien für Hunde ebenso Erkenntnisse für die Humanmedizin liefern könnten. „Hunde teilen die gleiche Umgebung wie Menschen und entwickeln spontan die gleichen Krankheiten, insbesondere genetische Krankheiten.“
Die Studienergebnisse haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Nissim Benvenisty, Wikimedia Commons