Systembiologischer Ansatz, um Erkrankungen der blutbildenden Stammzellen zu verstehen

Obwohl blutbildende Stammzellen sich sehr häufig teilen und dabei entsprechend oft Mutationen auftreten, tritt Blutkrebs beim Menschen relativ selten auf. Die am MRD-Projekt StemSysMed beteiligten Forschenden möchten herausfinden, welche Faktoren dazu beitragen, dass mutierte Blutzellen zu wuchern beginnen.

Bei der Blutbildung oder Hämatopoese, werden aus Vorläufer- oder Stammzellen Blutzellen gebildet. Dieser Vorgang weist eine der höchsten Neubildungs-, Teilungs- und entsprechend auch Mutationsraten aller Zellen in unserem Körper auf. Trotzdem ist Blutkrebs nicht die häufigste Krebsform beim Menschen. Der Grund dafür ist ein fein abgestimmtes Kontrollsystem. Dieses verhindert auf verschiedenen Ebenen der Blutbildung die überschiessende Vermehrung von Zellen und eliminiert die Nachfahren von mutierten Vorläufer- oder Stammzellen, sogenannte maligne Klone. 

Es sind zahlreiche Mutationen bekannt, die zu Blutkrebs führen können. Noch weitgehend unerforscht ist allerdings die Frage, was geschieht bevor sich ein Klon so stark vermehren kann, dass er Blutkrebs verursacht. Das MRD-Projekt StemSysMed hat zum Ziel, Daten und Erkenntnisse über diese Frühphase zu erlangen und sie systematisch zu modellieren. Die Forschenden untersuchen sowohl gesunde Individuen mit normaler oder klonaler Blutbildung, als auch Patienten mit myeloproliferativen Neoplasien. Diese Krankheit dient dabei als Modell einer neoplastischen Erkrankung, bei der Blutzellen unkontrolliert zu wuchern beginnen. 

Faktoren identifizieren, die Klone wuchern lassen

Heute ist bereits bekannt, dass mit zunehmendem Alter sowohl die Häufigkeit als auch die Nachweisbarkeit von Mutationen in blutbildenden Zellen steigt. Zusätzlich können Infektionen, Entzündungen und andere Stressfaktoren die Zahl und Frequenz der Mutationen beeinflussen. Das Projekt StemSysMed soll nun den Einfluss solcher Zusatzfaktoren auf die Mutationsprofile und das Vorhandensein von Klonen bei der Blutbildung untersuchen. 

Mithilfe eines systembiologischen Ansatzes und am Beispiel von myeloproliferativen Neoplasien werden die Forschenden sowohl im Mausmodell als auch mit primären Zellen von betroffenen Patienten untersuchen, wie die Krankheit entsteht. Das Ziel ist, zu verstehen, welche Faktoren es dem Klon erlauben, sich so stark zu vermehren, dass die Krankheit ausbricht. Lässt sich die Entstehung von myeloproliferativen Neoplasien allein dadurch erklären, dass eine Vorläufer- oder Stammzelle eine entscheidende krebsauslösende Mutation erlangt? Oder treten onkogene Mutationen zwar relativ häufig auf, führen aber erst dann zu Blutkrebs, wenn zusätzliche externe Faktoren dazukommen? Die Wissenschaftler werden diese Hypothesen mithilfe von mathematischen Modellen testen.

Stand: Juli 2015