Notfall-Programm sichert Blutgerinnung
Bei Infektionen kommt es häufig zu einem starken Verlust an Blutplättchen und in der Folge zu schweren gesundheitlichen Problemen wie Blutungen oder sogar zum septischen Schock. Wie der Köper es schafft, nach solchen stressbedingten Thrombozyten-Verlusten schnell die erforderliche Menge der gerinnungsfördernden Zellen wieder bereitzustellen, war bislang unbekannt.
Knochenmark der Maus: Nach Behandlung mit Interferon alpha steigt die Anzahl der Megakaryozyten (rot gefärbt).
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Wissenschaftler um Marieke Essers und ihren Doktoranden Simon Haas entdeckten nun bei Mäusen ein Notfall-Programm, das den bekannten Weg der Differenzierung von Blutstammzellen abkürzt und dadurch rasch für Nachschub an lebenswichtigen Thrombozyten sorgt. Die Wissenschaftlerin forscht am Stammzell-Institut HI-STEM, das vom Deutschen Krebsforschungszentrum und von der Dietmar-Hopp-Stiftung gemeinsam getragen wird.
Essers und ihre Kollegen entdeckten innerhalb der Blut-Stammzellen eine kleine Zellpopulation, die bereits die molekulare Bestimmung dazu trägt, zu Megakaryozyten zu differenzieren, den „Mutterzellen“ der Blutplättchen. Diese Population ruhender Stammzellen trägt nicht zum alltäglichen Nachschub an Blutplättchen bei, sondern steht für den Notfall bereit.
Im Ruhezustand befinden sich diese Zellen in einer Art Ruhezustand und bilden nur wenige Proteine. Bei akuten Infektionen werden sie durch den Immunbotenstoff Interferon alpha aktiviert, produzieren für Megakaryozyten typische Proteine und differenzieren rasch zu fortgeschrittenen Vorläuferzellen. Im Resultat ist die Menge an Blutplättchen, die infektionsbedingt verloren gegangen war, rasch wiederhergestellt.
Das elegante Notfallprogramm kürzt den langwierigen Prozess der normalen Blutzell-Differenzierung ab und stellt damit sicher, dass in kurzer Zeit lebensbedrohliche Verluste an Thrombozyten ausgeglichen werden. Wiederholte Infektionen können jedoch dazu führen, dass das Reservoir an Notfall-Stammzellen erschöpft.
Simon Haas, Jenny Hansson, Daniel Klimmeck, Dirk Loeffler, Lars Velten, Hannah Uckelmann, Stephan Wurzer, Áine M. Prendergast, Alexandra Schnell, Klaus Hexel, Rachel Santarella-Mellwig, Sandra Blaszkiewicz, Andrea Kuck, Hartmut Geiger, Michael D. Milsom, Lars M. Steinmetz, Timm Schroeder, Andreas Trumpp, Jeroen Krijgsveld, Marieke A. G. Essers: Inflammation-induced Emergency Megakaryopoiesis Driven by Hematopoietic Stem Cell-like Megakaryocyte Progenitors. Cell Stem Cell 2015, 10.1016/j.stem.2014.07.005
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