Gewebestammzellen und Entwicklungsbiologie

Initiatoren: Elly Tanaka (Wien),  Federico Calegari (Dresden),  Ana Martin-Villalba (Heidelberg) und Thomas Braun (Bad Nauheim)

Viele Gewebe in unserem Körper werden durch Stammzellen erhalten, welche für die Gewebehomöostase und die Reaktionen auf Verletzungen und Erkrankungen benötigt werden. Allerdings unterscheidet sich die Fähigkeit von verschiedenen Wirbeltieren, Gewebeschäden zu reparieren, sehr grundlegend. Dies ist möglicherweise auf einen selektiven Druck während der Evolution zurückzuführen, der eine schnelle Heilung gegenüber einer langsameren Regeneration, die zur kompletten Rekonstruktion (restitutio ad integrum) führt, bevorzugt. In Säugetieren führen daher viele regenerative Prozesse zu einer „defizienten Heilung“ und geschädigten Organen. Im Gegensatz dazu haben andere Wirbeltiere, vor allem Fisch-und Amphibienarten, die Fähigkeit entwickelt, sogar verlorene Körperstrukturen komplett zu ersetzen. Trotz erheblicher Fortschritte sind die zellulären und molekularen Grundlagen für diese unterschiedliche Regeneration in verschiedene Tierarten nahezu unbekannt. Ebenso ist es mehr oder weniger unklar, warum Säugetiere während der embryonalen Entwicklung ein bemerkenswertes regeneratives Potenzial aufweisen, es allerdings im Erwachsenenalter verlieren. Geweberegeneration mit der Expansion und der Differenzierung von Stammzellen wird oft mit der embryonalen Entwicklung verglichen, obwohl signifikante Unterschiede offensichtlich sind und eine genauere Analyse erfordern.

Im Folgenden eine sicherlich unvollständige Auflistung der offenen Fragen:

• Wie können wir Regeneration unterstützen und fördern?
• Wie können wir die Erhaltung, Expansion und Differenzierung von Stammzellen kontrollieren?
• Welches ist die ursprünglichen Herkunft verschiedenen Stammzelltypen während der Entwicklung?
• Welche Faktoren am Ort der Verletzung verhindern eventuell den regenerativen Prozess?
• Wo liegen die Unterschiede aber auch die Gemeinsamkeiten zwischen der Embryonalentwicklung und der Regeneration?
• Warum zeigen verschiedenen Tierarten außergewöhnliche Unterschiede ihres regenerativen Potentials?

Embryonalentwicklung ist der Prozess des Wachstums von einem Embryo in einen erwachsenen Organismus. Während der Entwicklung unterliegen Stamm- und Vorläuferzellen einer Reihe von Signalen, um alle Zelltypen in den verschiedenen Geweben in der richtigen Anzahl und an der korrekten Position herzustellen und einen funktionsfähigen Organismus zu formen. Das Verständnis über die Prozesse, wie abgestimmte Signale Stamm- und Vorläuferzellen instruieren, komplexe Gewebe zu bilden, hat eine zentrale Bedeutung für unser Wissen. Eine wichtige Aufgabe des GSCN wird es sein, die Grundlagenforschung in der Entwicklungsbiologie zu unterstützen, da dieses Feld wichtige Erkenntnisse generiert, welche Grundlagen für die Arbeit mit Stammzellen in der Zellkultur bilden. Die Forschung bildet somit die Basis für die Anwendung von Stammzellen in regenerativen Therapien.

Die GSCN ist etabliert worden, um Wissenschaftler zusammenzubringen, die Gewebestammzellen, regenerative Organismen und die Entwicklungsbiologie studieren, um so wichtige Strategien zu identifizieren, wie Gewebe und Organ wachsen und regenerieren.

GSCN Satelliten Symposium: Neural Stem Cells in Evolution