Viele Menschen haben Zellen in ihrem Körper, die nicht ihre eigenen sind. Das liegt vor allem daran, dass in der Schwangerschaft Zellen von Mutter und Kind durch die Plazenta in den Körper des jeweils anderen wandern können. Noch Jahre später sind sie im Körper auffindbar - Mikrochimärismus nennt sich das. Eine internationale Gruppe unter der Leitung von Med-Uni Graz und der University of California ist solchen Zellen auf der Spur und will ihre Auswirkungen verstehen.

Auf Zellebene sind viele Menschen in gewissem Maße Mischwesen (Chimären). Mütter können vereinzelte Zellen ihrer Kinder mit sich tragen und umgekehrt und normalerweise toleriert sie das Immunsystem. Forscher vermuten, dass dieses Überleben fremder Zellen im Körper positive Effekte für Mutter und Kind bieten könnte. Andere Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass der Mikrochimärismus wiederum für die Entstehung von Krankheiten mitverantwortlich sein kann, wie Thomas Kroneis vom Lehrstuhl für Zellbiologie, Histologie und Embryologie der Med-Uni Graz gegenüber der APA sagte. Fest steht, dass die fremden Zellen jahrelang im menschlichen Körper überleben können.

Differenzierung in nahezu alle Zelltypen

Grundsätzlich bekannt ist, dass sich mikrochimäre Zellen in nahezu alle Zelltypen differenzieren können, auch zu Nervenzellen oder Zellen des Immunsystems. Bisherige Studien haben bereits Vorteile des Mikrochimärismus aufgezeigt, etwa beim Sicherstellen des immunologischen Schutzes für den sich entwickelnden Fötus oder bei der Regeneration von mütterlichem Gewebe. In anderen Studien wurde dem Phänomen jedoch auch eine Rolle bei der Entstehung von Erkrankungen zugewiesen, beispielsweise im Zusammenhang mit Schwangerschaftskomplikationen wie Präeklampsie oder spontanen Fehlgeburten, aber auch bei Krebs und Autoimmunerkrankungen.

Doch es ist nicht leicht, diese Zellen aufzuspüren. Vielmehr gleicht diese Arbeit der Suche einer Nadel im Heuhaufen: "Die Analyse sehr seltener Zellen, wie es die mikrochimären Zellen sind, war immer schon eine Herausforderung für die Wissenschaft. Das liegt vor allem daran, dass es nur sehr wenige eindeutige Marker gibt, die für eine unkomplizierte Analyse geeignet sind", schilderte der Histologe. Er leitete gemeinsam mit der Evolutionsbiologin Amy Boddy (University of California) das internationale Konsortium, das von der John Templeton Foundation eine Förderung in Höhe von 4,85 Millionen Euro erhalten hat.

Ziel des Projektes des Konsortiums ist die Charakterisierung von mikrochimären Zellen, ihre Verteilung im Gewebe, und die Fragen wie sie dorthin gelangen und welchen Einfluss sie auf die unterschiedlichen Gewebe und das Immunsystem haben, fasste Kroneis zusammen. Rund zwei Millionen Euro wurden der Med-Uni Graz als Förderung in dem Projekt "We all are Multitudes: The Microchimerism, Human Health and Evolution Project" für den Zeitraum von 33 Monaten zuerkannt. An der Med-Uni Graz will man damit u.a. die bisherige Forschergruppe aufstocken.

Y-Chromosom bisher häufigster Marker

Der am häufigsten verwendete Marker zur Entdeckung von mikrochimären Zellen im menschlichen Körper war bisher das Y-Chromosom. "Das beschränkte sich dann aber auf die Erkennung von männlichen fötalen Zellen im Körper ihrer Mütter. Einerseits erlaubte es keine Analyse von Mutter-Tochter Proben, andererseits erschwert es auch die Analyse von maternalem Mikrochimärismus - also von den mütterlichen Zellen in ihren Nachkommen", hob Kroneis hervor. Diesen Problemen hat sich der Grazer Forscher schon vor Jahren in seiner Dissertation gewidmet und erste Wege gefunden, sie zu lösen. Seither verfolgt er das Ziel, für die Analyse seltener Zellen diagnostische Analysemethoden zu entwickeln und anzuwenden.

Nun will man noch tiefer in die "Trickkiste der Molekularbiologie" greifen, um weitere Werkzeuge zu entwickeln, wie es Kroneis formulierte. Dazu wollen die Forscher neueste Techniken adaptieren, zum Beispiel die sogenannte Spatial Histology. Dieser Ansatz erlaubt es, Zellen anhand Hunderter unterschiedlicher RNA- Transkripte direkt im Gewebeschnitt zu charakterisieren. Und es gibt noch einen Vorteil: "Spatial Histology - also die ortsabhängige Charakterisierung von Zellen im Kontext von Gewebe - ist eine Methode, die die Analyse von Einzelzellen mit ihrer Umgebung in Zusammenhang bringt", erklärte Kroneis.

Von Zellen und Puzzleteilen

Es sei wie bei einem Puzzle: "Die einzelnen Teile sind wie Zellen - man erkennt Ausschnitte eines Bildes, kann aber noch keinen Zusammenhang oder gar ein Gesamtbild erkennen, obwohl man manche wie Rand- oder Eckteile bereits ungefähr verorten kann. Das volle Bild und somit der Inhalt erschließt sich einem aber nur, wenn die Puzzleteile am richtigen Ort liegen. Das heißt, auch für mikrochimäre Zellen ist entscheidend, in welchen Geweben sie sind und welche Zellen des Immunsystems in ihrer Nähe sind", erklärte der Grazer Forscher weiter.

Das Team mit Kooperationspartnern am Universitätsklinikum Bonn, dem Leiden University Medical Center, dem Tokyo Institute of Technology und dem Blue Marble Space Institute of Science will das fundamentale Verständnis von Mikrochimärismus vorantreiben. Man will verstehen, wie die mikrochimären Zellen mit ihrem Zielgewebe interagieren, damit etwa in der Schwangerschaft eine Toleranz für die fremden Zellen aufgebaut wird auch noch nach der Geburt erhalten bleibt. Weiters interessiert sie die Frage, ob es während bestimmter Erkrankungen zum Zusammenbruch dieser Immuntoleranz kommt und welche Ursachen dann dahinter stecken.

Service: https://www.microchimerism.net/, https://histologie.medunigraz.at/forschung/einzelzellanalyse