Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der MedUni Wien hat eine bisher unbekannte Blutbildungsstätte an der Schnittstelle zwischen Mutter und Embryo entdeckt. Im Mausmodell konnten die Forschenden nachweisen, dass dort bereits in einer frühen Entwicklungsphase Vorläufer von Blut- und Immunzellen vorkommen. Untersuchungen an menschlichem Plazentagewebe lieferten zudem Hinweise auf vergleichbare Prozesse.
Die ersten Blut- und Immunzellen entstehen bereits in einer sehr frühen Phase der embryonalen Entwicklung. Bislang galt der Dottersack als zentraler Ausgangspunkt dieser frühen Blutbildung. Forschende der Medizinischen Universität Wien haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine weitere Blutbildungsstätte identifiziert, die sich außerhalb des Embryos an der Grenze zum mütterlichen Gewebe befindet.
Das Forschungsteam um Rohit Jain, Shweta Tikoo und Wolfgang Weninger bezeichnet das Gewebe als MIXER. Die Abkürzung steht für „Maternally Interfaced eXtraEmbRyonic tissue“. Die Untersuchungen erfolgten überwiegend an Mäusen.
Blutbildung beginnt an mehreren Orten
Im Mausmodell fanden die Wissenschafterinnen und Wissenschafter bereits etwa siebeneinhalb Tage nach der Befruchtung erste Hinweise auf Blutbildung im MIXER-Gewebe. Damit ist es ungefähr zur selben Zeit aktiv wie der Dottersack.
Entscheidend ist, dass MIXER nicht nur bereits gebildete Blutzellen enthält. In Zellkulturversuchen konnten die Forschenden nachweisen, dass sich aus dort vorhandenen Vorläuferzellen unterschiedliche Blutzelltypen entwickeln können. Dazu gehören rote Blutkörperchen sowie Zellen, aus denen unter anderem bestimmte Immunzellen entstehen.
Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die frühe Blutbildung nicht ausschließlich im Dottersack stattfindet, sondern bereits vor der Ausbildung eines funktionierenden Blutkreislaufs mehrere Entstehungsorte besitzt.
Neue Vorläuferzellen tragen zur Immunentwicklung bei
Eine Besonderheit des MIXER-Gewebes ist eine Zellpopulation, die das Forschungsteam als eEMPROR bezeichnet. Diese Vorläuferzellen waren im untersuchten Dottersack nicht nachweisbar.
Mithilfe spezieller Verfahren zur Verfolgung von Zelllinien untersuchten die Forschenden, wie sich diese Zellen im weiteren Verlauf der Entwicklung verhalten. Dabei zeigte sich, dass die frühe Zelllinie zur Bildung bestimmter Makrophagen beiträgt.
Makrophagen gehören zum angeborenen Immunsystem. Sie beseitigen unter anderem Krankheitserreger und abgestorbene Zellen und übernehmen wichtige Aufgaben bei der Entwicklung und Erhaltung von Geweben.
Die Studie zeigt damit, dass bestimmte Immunzellen ihren Ursprung in einer bislang nicht bekannten frühen Entwicklungsumgebung haben können.
Erste Hinweise auch beim Menschen
Um mögliche Parallelen zum Menschen zu untersuchen, analysierte das Forschungsteam auch menschliches Plazentagewebe aus einer sehr frühen Schwangerschaftsphase. Dabei fanden die Forschenden Zellen, die auf ähnliche Vorgänge bei der frühen Blutbildung hindeuten. Ob es beim Menschen tatsächlich eine vergleichbare Blutbildungsstätte gibt, ist jedoch noch unklar.
Bedeutung für das Verständnis des Immunsystems
Die Entdeckung erweitert das bisherige Bild der embryonalen Blutbildung. Offen bleibt insbesondere, weshalb an unterschiedlichen Orten verschiedene Vorläuferzellen entstehen und wie die jeweilige Gewebeumgebung ihre weitere Entwicklung beeinflusst.
Die Studienergebnisse liefern Grundlagenwissen über die Entstehung von Blut- und Immunzellen. Unmittelbare medizinische Anwendungen lassen sich daraus derzeit nicht ableiten. Dafür müssen zunächst die entsprechenden Entwicklungsprozesse beim Menschen genauer untersucht werden.
