Programmziele

Somatische Stammzellen sind für den Erhalt von hoch-regenerativen Geweben, wie Haut, Darm- und Blutsystem erforderlich. Blutbildende (hämatopoietische) Stammzellen (HSZ) sind gut definierte Zellen, die schon erfolgreich in regenerativen Therapien in der Klinik eingesetzt werden. HSZ befinden sich im Knochenmark, wobei die Wichtigkeit unterstützender Zelltypen, der sogenannten Nische, nun in aktuellen Studien erkannt wurde. Trotz dieser Relevanz der Nische ist wenig über ihre Biologie bekannt. Die Nische setzt sich aus verschiedenen Zelltypen, wie z.B. Osteoblasten, multipotenten und perivaskulären Stromazellen, sowie Makrophagen zusammen. FOR 2033 soll Folgendes erforschen:

 

Teil A: Unsere Vorarbeiten sowie die Ergebnisse von Anderen haben gezeigt, dass bei Deregulierung der Nische HSZ aus dem Ruhezustand aktiviert werden. Die genauen zellulären Mechanismen, die Ruhe und Aktivierung bestimmen, sind aber noch unklar. Daher bearbeiten wir folgende Ziele:

1. Bestimmung der zellulären Komponenten, die unter Normal- und Stressbedingungen an der HSZ Regulierung beteiligt sind (mesenchymale Subpopulationen, reife Blutzelltypen)
2. Charakterisierung der Zusammenarbeit verschiedener Zelltypen bei der Wanderung und Lokalisierung der HSZ

Teil B: Es ist nur wenig über die molekularen Mechanismen, welche die HSZ Selbsterneuerung und Ruhe bestimmen, bekannt. Es wurde beschrieben, dass maligne Leukämie-induzierende Zellen (LIZ) die Nische ansteuern, welche gegen Therapien schützt, aber auch hier sind die beteiligten Mechanismen unklar. Erkenntnisse über die Signalwege, die an der Regulation der HSZ durch die Nische beteiligt sind, könnten zu einer erfolgreichen Therapie beitragen. Daher werden wir folgende Ziele bearbeiten:
 

1. Bestimmung der Signalwege der Nische, die HSZ Selbsterneuerung oder Ruhe fördern
2. Feststellen welche Signale der Nische für den Therapie-Schutz der LIZ erforderlich sind
3. Bestimmen wie leukämische Zellen die Funktion der Nische stören (sowohl in Grundlagenstudien in Mausmodellen, als auch in Proben von Leukämiepatienten)

Zusammenfassend wird FOR 2033 anspruchsvolle Bildgebungsmethoden mit genetischen Modellen kombinieren um die komplexe Dynamik der Interaktionen der HSZ mit der Nische zu entschlüsseln. Die hämatopoietische Nische wird nicht nur ein Modell für andere Nischen somatischer Stammzellen darstellen, sondern Erkenntnisse über die Nische könnten auch Behandlungsmethoden maligner Erkrankungen des Blutsystems verbessern.

Stand: 27.09.2023