Münster: Nachweis von neuralen Stammzellen außerhalb des Gehirns

14.04.2025

Jahrzehntelang ging die Wissenschaft davon aus, dass neurale Stammzellen (NSCs) nur im Gehirn und im Rückenmark vorkommen. Eine bahnbrechende internationale Studie, geleitet von Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, widerlegt nun diese Annahme und entdeckt einen neuen Typ neuraler Stammzellen außerhalb des Zentralen Nervensystems (ZNS), der enorme Möglichkeiten für die Entwicklung von Therapien neurologischer Krankheiten eröffnet.

Weg zur Gewinnung nicht nachvollziehbar

Im Jahr 2014 erschien in Nature ein Artikel mit dem Titel “Stimulus-triggered fate conversion of somatic cells into pluripotency”. Diese Veröffentlichung sorgte zunächst für großes Aufsehen, da sie einen einfachen Weg zur Gewinnung pluripotenter Stammzellen eröffnete. Die Induktion pluripotenter Stammzellen ganz ohne virale Vektoren, wie es Shinya Yamanaka gelang und wofür er den Nobelpreis erhalten hatte, wäre einfach zu schön gewesen. Obwohl das Labor von Hans Schöler am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin, wie viele andere auch, versuchte, das Experiment zu wiederholen, das den ‘Stimulus-triggered Acquisition of Pluripotency’ (STAP) auf der Grundlage einer Behandlung somatischer Zellen mit niedrigem pH-Wert beschrieb, schlug die Gewinnung pluripotenter Zellen fehl –  unabhängig von den verwendeten Kulturbedingungen und Geweben. Schließlich wurde die entsprechende Arbeit einige Monate nach ihrer Veröffentlichung zurückgezogen.

Überraschende Erkenntnisse

Zur Überraschung von Dong Han und Hans Schöler gelang es ihnen jedoch, mit der STAP-Methode eine seltene Zellpopulation aus der Peripherie des Zentralnervensystems zu gewinnen, die Eigenschaften von neuralen Stammzellen (NSCs) aufweist. Diese NSCs, die als periphere neurale Stammzellen (pNSCs) bezeichnet werden, wurden in mehreren Geweben der Maus, einschließlich Lunge und Schwanz, gefunden. Nachdem die NSC-Population identifiziert worden war, wurde klar, dass eine Behandlung mit niedrigem pH-Wert nicht notwendig war, um sie zu kultivieren.

Internationale Forschung

Ein Forscherteam aus mehr als zehn Labors in Europa, Asien und Nordamerika untersuchte diese neu identifizierten pNSCs dann sehr detailliert: pNSCs teilen wichtige molekulare und funktionelle Merkmale mit den NSCs des Gehirns. pNSCs weisen die gleiche Zellmorphologie, Selbsterneuerungs- und Differenzierungskapazität wie NSCs des Gehirns auf. Sie exprimieren mehrere NSC-spezifische Marker und weisen genomweite transkriptionelle und epigenetische Profile auf, die mit denen von NSCs im Gehirn übereinstimmen. Darüber hinaus können sich viele pNSCs, die aus dem Neuralrohr auswandern, während der embryonalen und postnatalen Entwicklung in reife Neuronen und in begrenztem Umfang zu Gliazellen differenzieren.