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Der menschliche Körper besteht aus rund 200 verschiedenen Zelltypen. Nervenzellen, Herzmuskelzellen, Fettzellen, Drüsenzellen und viele andere mehr. Sie alle sind hoch spezialisiert und perfekt auf ihre Aufgabe im Organismus zugeschnitten. Eine Stammzelle ist hingegen ein Allround-Talent. Sie kann alle Zellen unseres Körpers hervorbringen.

„Alleskönner“ Stammzelle

In der Forschung werden diese Stammzellen immer wichtiger: aus ihnen kann man verschiedene Gewebe wachsen lassen, um etwa krankes Gewebe zu ersetzen oder die Entstehung von Krankheiten besser zu verstehen. Oder man kann mit Stammzellen wichtige Erkenntnisse über die Entwicklung eines Organes gewinnen und den Zellen „live“ dabei zusehen, wie sie zu einem Organmodell heranwachsen. Durch „systematisches Zuschauen“, in der Fachsprache „Screening“, konnten die Forscher Gene identifizieren, die essenziell für die Zell-Identität sind. Sie sagen der Stammzelle, zu welchem Typ sie sich entwickeln soll.

100.000 Zell-Linien im „Archiv der Mutationen“

Die Grundidee des Screenings führte auch zur Entwicklung einer einzigartigen Datenbank aus embryonalen haploiden Mäuse Stammzellen. Die sogenannte „Haplobank“ erlaubt es den Forschern, Entstehungsmechanismen von Krankheiten systematisch zu entschlüsseln. Möglich wurde dieses geniale Werkzeug, weil es Elling in seiner Postdoc Zeit im Labor von IMBA Gründungsdirektor Josef Penninger gelungen war, haploide embryonale Stammzellen zu entwickeln. Haploid bedeutet, dass diese Zellen nur einen einfachen Chromosomensatz besitzen, nicht wie in Körperzellen üblich einen doppelten. Die Entwicklung war ein großer Durchbruch, weil bei einer Genmutation die Zelle nicht durch das gesunde Gen am zweitet Chromosomensatz „gerettet“ werden kann, sondern sofort die Auswirkungen der Genmutation sichtbar werden.

Wie tötet die Biowaffe „Rizin“?

Um die Aussagekraft von „Haplobank“ unter Beweis zu stellen, wählte Elling das stärkste Pflanzengift Rizin als Beispiel. Innerhalb kürzester Zeit fand er über die Mutationsdatenbank Gene, deren Blockade gegen das Gift resistent machte. Mittlerweile verfügt die Datenbank über 100.000 Zell-Linien und 10.000 definierte genetische Mutationen und eignet sich hervorragend für eine systematische Identifikation von Zielmolekülen für die Medikamentenentwicklung und die Analyse von Wirkmechanismen bestehender Medikamente.

Ausführliche Informationen und wissenschaftliche Publikationen finden Sie auf der Lab-Homepage von Ulrich Elling (in englischer Sprache)