Stammzellen im Menstruationsblut könnten eine Revolution auslösen

Vor etwa 20 Jahren begann eine Biologin namens Caroline Gargett, bemerkenswerte Zellen in Gewebe zu untersuchen, das bei Hysterektomie-Operationen entnommen wurde. Die Zellen stammten aus dem Endometrium, der Gebärmutterschleimhaut. Als Gargett die Zellen in einer Petrischale kultivierte, sahen sie aus wie runde Ansammlungen, umgeben von einem klaren, rosafarbenen Medium. Doch als sie sie unter dem Mikroskop untersuchte, sah sie, wonach sie gesucht hatte: zwei Zelltypen, einer flach und rund, der andere lang und spitz mit schnurrbartähnlichen Ausläufern.

Wie das Knowable Magazine berichtet, hatte Gargett den starken Verdacht, dass es sich bei den Zellen um adulte Stammzellen handelte – also um seltene, selbsterneuernde Zellen, von denen einige zu vielen verschiedenen Gewebetypen heranreifen können. Sie und andere Forscher hatten lange vermutet, dass das Endometrium Stammzellen enthält, angesichts seiner bemerkenswerten Fähigkeit, sich jeden Monat neu aufzubauen. Das Gewebe, das während der Schwangerschaft Platz für die Einnistung des Embryos bietet und während der Menstruation abgestoßen wird, durchläuft etwa 400 Zyklen von Abstoßung und Regeneration, bevor eine Frau in die Menopause kommt. Gargett sagt, obwohl Wissenschaftler adulte Stammzellen aus vielen anderen regenerierenden Geweben isoliert haben, darunter Knochenmark, Herz und Muskeln, habe "niemand zuvor adulte Stammzellen im Endometrium identifiziert".

Solche Zellen sind aufgrund ihres Potenzials, geschädigtes Gewebe zu reparieren und Krankheiten wie Krebs und Herzinsuffizienz zu behandeln, äußerst wertvoll. Sie kommen jedoch nur in geringer Zahl im Körper vor und können schwer zu gewinnen sein; sie erfordern oft eine chirurgische Biopsie oder die Entnahme von Knochenmark mit einer Nadel. Gargett sagt, die Aussicht, eine bisher ungenutzte Quelle für adulte Stammzellen gefunden zu haben, sei an sich schon aufregend. Zudem eröffnete dies die spannende Möglichkeit eines neuen Ansatzes für lange vernachlässigte Probleme der Frauengesundheit wie Endometriose.

Gargett und ihr Team an der Monash University in Australien mussten die Zellen einer Reihe schwieriger Tests unterziehen, bevor sie behaupten konnten, dass es sich tatsächlich um Stammzellen handelte. Zunächst maßen sie die Fähigkeit der Zellen zur Vermehrung und Selbsterneuerung und stellten fest, dass sich einige innerhalb einer Woche in etwa 100 Zellen teilen konnten. Sie zeigten auch, dass die Zellen tatsächlich zu endometrialem Gewebe differenzieren konnten, und identifizierten spezifische Proteine, die auch in anderen Stammzelltypen vorkommen.

Gargett und ihre Kollegen, die heute auch am Hudson Institute of Medical Research in Australien tätig sind, charakterisierten weiterhin verschiedene selbsterneuernde Zelltypen im Endometrium. Doch nur die sogenannten schnurrbartartigen Zellen, die als endometriale stromale mesenchymale Stammzellen bezeichnet werden, waren wahrhaft "multipotent" und besaßen die Fähigkeit, sich in Fettzellen, Knochenzellen und sogar in glatte Muskelzellen, wie sie in Organen wie dem Herzen vorkommen, zu verwandeln.

Zur gleichen Zeit machten zwei unabhängige Forschungsteams eine weitere überraschende Entdeckung: Einige endometriale stromale mesenchymale Stammzellen können im Menstruationsblut gefunden werden. Gargett war erstaunt, dass der Körper seine wertvollen Stammzellen so leicht abstoßen konnte. Da sie für das Überleben und die Funktion von Organen so wichtig sind, hätte sie nicht gedacht, dass der Körper sie durch Ausscheidung "verschwenden" würde. Doch sie erkannte sofort die Bedeutung des Fundes: Anstatt sich auf eine invasive chirurgische Biopsie verlassen zu müssen, um die schwer zu findenden Stammzellen zu gewinnen, die sie im Endometrium identifiziert hatte, konnte sie diese nun über eine Menstruationstasse sammeln.

Seitdem haben detailliertere Studien zum Endometrium dazu beigetragen zu erklären, wie eine Untergruppe dieser wertvollen endometrialen Stammzellen (die als Menstruationsstammzellen bezeichnet werden) in das Menstruationsblut gelangt. Das Endometrium hat eine tiefere Basalschicht, die intakt bleibt, und eine obere funktionelle Schicht, die während der Menstruation abgestoßen wird. Während eines einzigen Menstruationszyklus verdickt sich das Endometrium, während es sich darauf vorbereitet, eine befruchtete Eizelle zu nähren, und schrumpft dann, wenn die obere Schicht abgestoßen wird.

Gargetts Team zeigte, dass diese speziellen Stammzellen sowohl in der unteren als auch in der oberen Schicht des Endometriums vorhanden sind. Die Zellen wickeln sich typischerweise in einer sichelförmigen Struktur um Blutgefäße; dort sollen sie dazu beitragen, die Gefäßbildung zu stimulieren und eine entscheidende Rolle bei der Reparatur und Regeneration der oberen Gewebeschicht zu spielen, die jeden Monat während der Menstruation abgestoßen wird. Diese Schicht ist für eine Schwangerschaft von entscheidender Bedeutung und bietet dem sich entwickelnden Embryo Unterstützung und Nahrung. Die Schicht und die endometrialen Stammzellen, die ihr Wachstum ermöglichen, scheinen auch bei Unfruchtbarkeit eine wichtige Rolle zu spielen: Wenn sich die Schicht nicht ausreichend verdickt, kann sich der Embryo nicht einnisten.

Endometriale Stammzellen werden auch mit Endometriose in Verbindung gebracht, einer schmerzhaften Erkrankung, von der weltweit etwa 190 Millionen Frauen und Mädchen betroffen sind. Obwohl vieles über diese Erkrankung noch nicht vollständig verstanden ist, vermuten Forscher, dass der Rückfluss von Menstruationsblut in die Eileiter einer Frau – die Kanäle, die die Eizelle von den Eierstöcken zur Gebärmutter transportieren – ein beitragender Faktor ist. Dieser Rückfluss befördert das Blut in den Beckenraum, einen trichterförmigen Hohlraum zwischen den Beckenknochen. Die in diesen Bereichen angesammelten endometrialen Stammzellen können dazu führen, dass endometrioseähnliches Gewebe außerhalb der Gebärmutter wächst, was zu Läsionen führt, die unerträgliche Schmerzen, Vernarbungen und in vielen Fällen Unfruchtbarkeit verursachen können.

Forscher entwickeln immer noch einen zuverlässigen, nicht-invasiven Test zur Diagnose von Endometriose, und Patientinnen warten im Durchschnitt etwa sieben Jahre, bevor sie eine Diagnose erhalten. Studien haben jedoch gezeigt, dass Stammzellen, die aus dem Menstruationsblut von Frauen mit Endometriose gewonnen wurden, andere Formen und Genexpressionsmuster aufweisen als Zellen von gesunden Frauen. Einige Labore arbeiten an Wegen, diese Unterschiede in den Menstruationsstammzellen zu nutzen, um Frauen mit einem höheren Risiko für diese Erkrankung zu identifizieren, was zu einer schnelleren Diagnose und Behandlung führen könnte. Menstruationsstammzellen könnten auch therapeutische Anwendungen haben. Einige Forscher, die mit Mäusen arbeiten, haben beispielsweise herausgefunden, dass die Injektion von Menstruationsstammzellen in das Blut der Nagetiere geschädigtes Endometrium reparieren und die Fruchtbarkeit verbessern kann.

Andere Forschungen an Labortieren deuten darauf hin, dass Menstruationsstammzellen über gynäkologische Erkrankungen hinaus therapeutisches Potenzial haben könnten. In mehreren Studien stimulierte beispielsweise die Injektion von Menstruationsstammzellen bei diabetischen Mäusen die Regeneration insulinproduzierender Zellen und verbesserte den Blutzuckerspiegel. In einer anderen Studie half die Behandlung von Verletzungen mit Stammzellen oder deren Sekreten bei der Wundheilung bei Mäusen.

Eine Handvoll kleiner, aber vielversprechender klinischer Studien hat ergeben, dass Menstruationsstammzellen ohne negative Nebenwirkungen auf Menschen übertragen werden können. Gargetts Team arbeitet ebenfalls an der Entwicklung menschlicher Therapien. Sie und ihre Kollegen verwenden endometriale Stammzellen (die eher direkt aus endometrialem Gewebe als aus Menstruationsblut gewonnen werden), um ein Netz zur Behandlung von Beckenorganprolaps zu entwickeln – einem häufigen und schmerzhaften Zustand, bei dem Blase, Rektum oder Gebärmutter in Richtung Vagina absinken, um schwache oder verletzte Muskeln zu stützen.

Dieser Zustand wird häufig durch Geburten verursacht. Bei aktuellen Behandlungen werden synthetische Netze verwendet, um schwaches Beckengewebe zu stärken und zu stützen. Negative Immunreaktionen auf diese Materialien haben jedoch dazu geführt, dass diese Netze vom Markt genommen wurden. Gargetts Forschung, die bisher nur an Tiermodellen durchgeführt wurde, deutet darauf hin, dass die Verwendung der körpereigenen endometrialen Stammzellen der Patientin zur Beschichtung biologisch abbaubarer Netze zu besseren Ergebnissen führen könnte.

Die Anthropologin Daniela Tonelli Manica von der Staatlichen Universität Campinas in Brasilien sagt, dass trotz der relativen Leichtigkeit der Gewinnung adulter multipotenter Stammzellen aus Menstruationsblut die Forschung, die die Kraft der Stammzellen (und ihre potenzielle Rolle bei Krankheiten) untersucht und nutzt, immer noch einen kleinen Teil der Stammzellforschung ausmacht. Sie fand heraus, dass bis 2020 die Forschung an Menstruationsstammzellen nur 0,25 Prozent der gesamten mesenchymalen Zellforschung ausmachte, während Knochenmarkstammzellen 47,7 Prozent repräsentierten.

Manica führt die langsame Akzeptanz von Menstruationsstammzellen teilweise auf frauenfeindliche Vorstellungen zurück, dass Gebärmütter außerhalb der Norm lägen, sowie auf Ekelreaktionen. Victoria Male, Reproduktionsimmunologin am Imperial College London und Mitautorin eines Artikels über Gebärmutter-Immunzellen im Annual Review of Immunology 2023, stimmt zu: "Es gibt definitiv einen 'Krankheitsfaktor', der mit Menstruationsblut assoziiert wird."

Gargett sagt, dass kulturelle Tabus rund um die Periode und der allgemeine Mangel an Investitionen in die Forschung zur Frauengesundheit die Finanzierung erschweren können. Die Immunologin Male stieß auf ähnliche Schwierigkeiten; sie sagt, es sei einfacher gewesen, Finanzmittel für die Arbeit an Immunzellen bei Lebertransplantationen zu finden, als jetzt, wo sie an Immunzellen in der Gebärmutter arbeitet.

"Wenn wir mehr Forschung über Menstruationsflüssigkeit wollen, brauchen wir mehr Mittel", sagt Male und weist darauf hin, dass die Logistik der Sammlung von Menstruationsflüssigkeit über mehrere Tage teuer sein kann. Damit dies geschieht, "müssen wir geschlechtsspezifische Vorurteile bei der Forschungsfinanzierung bekämpfen." Sie und andere hoffen, dass die Periode dank gerechterer Investitionen nicht nur als monatliches Ärgernis, sondern als aufregende neue Grenze in der regenerativen Medizin anerkannt wird.

Nachrichtenquelle: 12punto