Über 10 Jahre Stammzellforschung, die von Forschern der Stanford University durchgeführt wurde, führte zu einer bahnbrechenden Entdeckung der Knochen- und Knorpelbildung.
Die medizinischen Teams von Stanford isolierten die mit dem menschlichen Skelettsystem verbundenen Stammzellen und gaben Patienten, die gesündere Knochen benötigen, Hoffnung.
"Jeden Tag brauchen Kinder und Erwachsene normales Knochen-, Knorpel- und Stromagewebe", sagte Michael Longaker , MD, Professor für plastische und rekonstruktive Chirurgie. “Es gibt zum Beispiel 75 Millionen Amerikaner mit Arthritis. Stellen Sie sich vor, wir könnten leicht verfügbare Fettzellen aus der Fettabsaugung in Stammzellen verwandeln, die in ihre Gelenke injiziert werden könnten, um neuen Knorpel zu bilden.oder ob wir die Bildung von neuem Knochen stimulieren könnten, um Frakturen bei älteren Menschen zu reparieren. “
Ein neuer Stammzelltyp
Die Forscher unterschieden diese neue Skelettstammzelle von einer anderen Art von Stammzellen, die als mesenchymal bezeichnet werden. Mesenchymale Stammzellen werden aus Blut, Knochenmark oder Fett gezogen und als eine Art Allzweckstammzelle bezeichnet.
Mesenchymale Stammzellen zeigten jedoch während der Studien nicht die erfolgreichste Reaktion. Drei ältere Patienten in Florida waren fast blind, als mesenchymale Stammzellen in ihre Augen gesteckt wurden, um die Makuladegeneration zu heilen, erinnerten sich die Stanford-Forscher.
„Mesenchymale Stammzellen sind lose charakterisiert und enthalten wahrscheinlich viele Zellpopulationen, von denen jede unterschiedlich und unvorhersehbar auf Differenzierungssignale reagieren kann.“
Der Hauptautor Charles KF Chan ist Assistenzprofessor für Chirurgie in Stanford. Er erklärte mehr darüber, warum mesenchymale Stammzellen einfach nicht ausreichen - insbesondere zum Nachwachsen von Knochen und zur Heilung von Skelettstrukturen.
"Mesenchymale Stammzellen sind lose charakterisiert und enthalten wahrscheinlich viele Zellpopulationen, von denen jede unterschiedlich und unvorhersehbar auf Differenzierungssignale reagieren kann", sagte Chan.
„Im Gegensatz dazu besitzt die von uns identifizierte Skelettstammzelle alle charakteristischen Eigenschaften echter, multipotentieller, sich selbst erneuernder, gewebespezifischer Stammzellen“, fuhr er fortnur Skelettgewebe, was sie wahrscheinlich klinisch viel nützlicher macht. “
Die Forscher hatten zuvor Arbeiten zum Auffinden der Skelettstammzelle in Mäusen durchgeführt. Sie wollten ihre Ergebnisse in dieser Studie auf den Menschen übertragen und hofften auf ähnliche Ergebnisse.
Das war jedoch schwieriger als gedacht. Anstatt die Marker der Zellen zu vergleichen, mussten die Forscher die Genexpression der Maus-Skelettstammzelle mit einigen menschlichen Zelltypen vergleichen, die sie in Knochen fanden.
„Dies war eine ziemliche Herausforderung in der Bioinformatik und erforderte ein großes Team interdisziplinärer Forscher, aber schließlich konnten Chuck und seine Kollegen eine Reihe von Markern identifizieren, von denen wir glaubten, dass sie ein großes Potenzial haben“, sagte Longakerbeweisen zwei Dinge: Können sich diese Zellen selbst erneuern oder auf unbestimmte Zeit mehr aus sich selbst machen und können sie die drei Hauptlinien bilden, aus denen das menschliche Skelett besteht? “
Was die meisten schockierten Forscher war, war, dass die Skelettstammzelle auch andere Arten verwandter Stammzellen im neuen Knochen wachsen ließ. Hämatopoetische Stammzellen - Knochenmarkstammzellen - wuchsen auf natürliche Weise, ohne weitere Hilfe zu benötigen.
„Blutbildende Stammzellen lieben das Innere von schwammigem Knochen“, sagte Chan. „Es ist die perfekte Nische für sie. Wir haben festgestellt, dass die Stromapopulation, die aus der Skelettstammzelle entsteht, hämatopoetische Stammzellen zwei Wochen lang ohne Leben halten kannSerum."
Nächste Schritte für Skelettstammzellen
Wenn Sie die Skelettstammzelle finden, erhalten Sie ein umfassenderes Bild davon, welche Stammzellen vorhanden sind.
"Jetzt können wir verstehen, warum menschlicher Knochen dichter ist als der von Mäusen oder warum menschlicher Knochen so viel größer wird", sagte Longaker.
Das ultimative Ziel des Teams besteht darin, diese Stammzellen in eine klinische Studie zu bringen und sie zum Nachwachsen ganzer Knochen oder zur Heilung von Knorpelbrüchen bei Patienten zu verwenden.
„Ich würde hoffen, dass diese Zellquelle in den nächsten zehn Jahren eine entscheidende Rolle auf dem Gebiet der arthroskopischen und regenerativen Medizin spielen wird“, sagte Longaker. „Die Vereinigten Staaten haben eine schnell alternde Bevölkerung, die fast zwei Jahre alt istMillionen Gelenkersatz pro Jahr. Wenn wir diese Stammzelle für relativ nicht-invasive Therapien verwenden können, könnte ein Traum wahr werden. “