Stammzellen regenerieren Nierenschäden

Dazu wurden Fischen mit fluoreszenz-markiertem Nierengewebe wurden Zellen entnommen und in die geschädigte Niere von Empfänger-Fischen transplantiert. Kurz danach waren neu gebildete Nierenkörperchen nachweisbar, die aus den markierten Zellen hervorgegangen waren

Sind die Nieren geschädigt oder arbeiten sie nicht mehr richtig, kann das verheerende Folgen für den Organismus haben. Ein Grund dafür ist die mangelnde Regenerationsfähigkeit der Niere; Säugetiere wie auch der Mensch können bei Verlust des funktionellen Nierengewebes keine neuen Nephrone (funktionelle Untereinheiten der Niere) mehr nachbilden.

Fische besitzen dagegen die Fähigkeit, während ihres gesamten Lebens und auch als Reaktion auf Verletzungen der Niere, Nephrone nachzubilden und Schädigungen zu reparieren. Die Aufklärung und das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen bei der Neubildung in Fischen könnten somit wichtige Hinweise darüber ergeben, wodurch sich die Regenerationsfähigkeit der Niere bei Säugetieren und insbesondere beim Menschen von derjenigen der Fische unterscheidet. Möglicherweise lässt sich die verloren gegangene Regeneration rekonstruieren.

Unter Beteiligung von Wissenschaftlern des Leibniz-Institutes für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena konnte eine Gruppe von US-Forschern aus Boston, Bethesda und Pittsburgh, nun einen großen Schritt vorankommen. Sie wiesen in der Niere von erwachsenen Zebrafischen erstmals die Existenz von Stammzellen nach, die dazu in der Lage sind, neue Nephrone zu bilden.

Für ihre Versuche verwendeten die Forscher unter anderem das in Jena an Zebrafischen entwickelte Modell der „leuchtenden Niere“. Hierbei werden die Nierenzellen mit einem grün fluoreszierenden Protein, dem so genannten GFP (green fluorescent protein), markiert. Diesen Spender-Fischen wurden anschließend Aggregate von zehn 10 bis 30 Nierenzellen entnommen und in die Niere eines nicht markierten Empfänger-Fisches mit geschädigter Niere transplantiert. Wenige Tage nach der Transplantation konnten durch mikroskopische Untersuchungen in den Nieren dieser Fische Nephrone nachgewiesen werden, die aus den ursprünglich markierten Zellen der Spender-Fische hervorgegangen waren. Selbst mehrmals hintereinander geschaltete Transplantationen von Nierenzellen lieferten das gleiche Resultat: die Bildung neuer, fluoreszenz-markierter Nephrone.

Das ist ein wichtiger Hinweis darauf, dass die ursprünglich injizierten Nierenzellen langlebige Stammzellen enthalten haben müssen. Da diese Experimente aber nur mit einer Mischung von mehreren Nierenzellen und nicht mit einzelnen Zellen funktionierten, gehen die Forscher davon aus, dass es in der Niere der Fische nicht nur eine Art von Stammzellen gibt, sondern verschiedene Arten von Vorläuferzellen. Jetzt wollen sie diese Vorläuferzellen im Zebrafisch genauer charakterisieren und das entsprechende Pendant in der Niere von Säugetieren und speziell beim Menschen finden. Das könnte ein Ansatz sein, die Regenerationsfähigkeit der Niere auch beim Menschen zu aktivieren.

Quelle: Diep, C. Q., et al.: Nature 2011;469, Online-Veröffentlichung,  doi:10.1038/nature0966.