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Menschliche embryonale Stammzellen. A: undifferenzierte Kolonien. B: Neuron-Tochterzelle.

 
Wissenschaft & Lehre 24. November 2009

Top-Erfolge in JoVE

Grazer Stammzellforscher publizieren drei bahnbrechende Arbeiten im neuen Video-Format.

Stammzellforscher der Med Uni Graz haben in den letzten Jahren mit einigen spektakulären Erfolgen für Aufsehen gesorgt.

PD Dr. Dirk Strunk und seinen Mitarbeitern gelang es weltweit erstmalig, multipotente mesenchymale Stammzellen aus Nabelschnurblut und endotheliale Vorläuferzellen aus venösem Blut in ausreichender Menge und Qualität für mögliche klinische Anwendungen herzustellen. Auch ein neues Nährmedium wurde an der Klinischen Abteilung für Hämatologie der Med Uni Graz entwickelt: Die für die Vermehrung der Zellen notwendigen Wachstumsfaktoren stammen dabei nicht mehr aus Kälberserum, sondern aus menschlichen Blutplättchen. Um Forschern aus aller Welt, die mit den in Graz entwickelten Methoden Stammzellen gewinnen und vermehren wollen, einen besseren Zugang zu den komplizierten Techniken zu ermöglichen, haben nun Dr. Strunk und sein Team einen innovativen Weg beschritten und drei Arbeiten in der ersten wissenschaftlichen Zeitschrift, die Experimente und Methoden aus den verschiedenen biologischen Fachdisziplinen per Video aufzeichnet und publiziert, veröffentlicht.

Weltweit per Video präsentieren

Das Journal of Video Experimentation (JoVE, http://www.jove.com) ist nicht nur ein bahnbrechendes Video-Format, sondern auch peer-reviewed, in der Datenbank PubMed gelistet und zitierbar. Ergänzend zum Video publiziert die Zeitschrift einen beschreibenden Text. Das neue Internetportal ermöglicht es Forschern, aufwendige Techniken, die in herkömmlichen Fachzeitschriften mittels Text und Bildern nur unzureichend beschrieben werden können, einer breiteren Forschungsöffentlichkeit zugänglich zu machen.

„Während wir bisher Kochrezepte veröffentlicht haben, die jeder etwas anders umgesetzt hat, können wir nun eine Kochshow präsentieren, in der jeder genau sieht, wie es gemacht werden muss“, verdeutlicht Mag. Nicole Hofmann den Unterschied zu gedruckten Fachzeitschriften. Zu den Vorteilen des neuen Formats gehört auch, dass die Dauer von der Einreichung einer Arbeit bis zur Veröffentlichung wesentlich kürzer ist als in konventionellen Journalen.

Die hochwertige Qualität der veröffentlichten Videos wird durch ein aufwendiges Verfahren gewährleistet: Wenn die schriftlich eingereichte Arbeit nach der Begutachtung durch unabhängige Experten akzeptiert ist, erfolgt der Umbau des Textes in ein Filmscript. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Beschreibung von wissenschaftlichen Methoden. Europäische Beiträge werden dann vor Ort von einem professionellen Filmteam aus Deutschland Schritt für Schritt in Szene gesetzt, weitere Filmteams gibt es in den USA. „Die fertigen Sequenzen werden anschließend nach Boston geschickt, wo das Video geschnitten und von einer amerikanischen Kommentatorin mit dem passenden Text unterlegt wird“, erklärt Dr. Andreas Reinisch. „Das Ergebnis ist schließlich eine Art YouTube für Wissenschaftler.“ Als Attachment zu jedem Beitrag gibt es auch eine PDF-Datei des Protokolls.

Den Grazer Stammzellforschern gelang es, die JoVE-Herausgeber gleich mit drei eingereichten Arbeiten zu überzeugen. Dr. Katharina Schallmoser beschreibt in ihrem Beitrag die Herstellung eines standardisierten Blutplättchenlysats (pHPL), das als universales Wachstumsfaktorensubstrat für Zellkulturen verwendet werden kann. Die in Blutplättchen enthaltenen Wachstumsfaktoren haben die physiologische Aufgabe, die Wundheilung zu fördern. Es konnte gezeigt werden, dass durch sie auch das Wachstum von mesenchymalen Stromazellen, Bindegewebszellen und endothelialen Vorläuferzellen in Zellkulturen stimuliert werden kann. Der Vorteil des Thrombozytenlysats gegenüber dem bisher verwendeten fetalen Kälberserum ist, dass durch den Einsatz humaner Wachstumsfaktoren die Gefahr der Kontamination artfremder Proteine und tierischer Krankheitserreger in die Zellkultur ausgeschlossen werden kann. Da die Blutplättchen einzelner Spender unterschiedliche Wachstumsfaktoren-Konzentrationen aufweisen, werden für die Herstellung standardisierter Thrombozytenlysate 40-50 Spenden gemischt.

Nabelschnurzellen

Dr. Reinisch stellt in seinem Beitrag eine neue Methode zur Gewinnung und Vermehrung von mesenchymalen Stromazellen und endothelialen Vorläuferzellen aus der Nabelschnur vor. Nabelschnurstammzellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie noch wesentlich unreifer sind als Stammzellen aus dem Knochenmark oder peripheren Blut und ein größeres Wachstumspotenzial besitzen. In allen Schritten des Protokolls wurde Kälberserum durch gepooltes Thrombozytenlysat ersetzt.

Endotheliale Vorläuferzellen

Das Video von Mag. Hofmann zeigt, wie endotheliale Vorläuferzellen auch aus peripherem Blut gewonnen und unter Zugabe von pHPL erfolgreich vermehrt werden können. Diese Methode ist ein vielversprechender Ansatz für individuelle Behandlungsstrategien, bei denen Patienten eigene Zellen entnommen, in vitro vermehrt und dann wieder transplantiert werden. Im Schnitt sind in 5 ml Venenblut aus der Armbeuge nur 20-25 der gesuchten Zellen enthalten. Mit dem in Graz entwickelten Protokoll ist es möglich, diese Zahl innerhalb weniger Wochen auf mehrere hundert Millionen Zellen zu erhöhen. Damit wäre auch ein therapeutischer Einsatz bei Erkrankungen wie Herzinfarkt, Schlaganfall oder der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit möglich. Im Mausmodell konnte bereits gezeigt werden, dass die vermehrten Zellen in der Lage sind, neue funktionstüchtige Gefäße zu bilden.

Kontakt: PD Dr. Dirk Strunk

Stammzell – Forschungseinheit

Klin. Abt. für Hämatologie Med Uni Graz

www.medunigraz.at/stemcellresearch

Mail:

Med Uni Graz/MSW, Ärzte Woche 48 /2009

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