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Keimzellen im Hoden – alles eine Frage der Potenz
Nicht immer entstehen aus den Keimzellen des Mannes ausschließlich Spermien. Sie können auch zu Tumoren entarten, die bei jungen Männern im Alter von 16 bis 35 Jahren heranwachsen. Wissenschaftler in Bonn und Münster haben sich jetzt auf den Weg gemacht, um den Mechanismus zu untersuchen, der zum Hodenkrebs führt. Gemeinsam wurde ein Modell entwickelt, das Analysen überhaupt erst möglich macht – ein zukunftsweisendes Projekt, das vom Kompetenznetzwerk Stammzellforschung NRW unterstützt wird.
Die Keimzellen von Menschen sind für Prof. Stefan Schlatt, Direktor des Centrums für Reproduktionsmedizin und Andrologie in Münster, ebenso spannende Forschungsobjekte wie für Prof. Hubert Schorle vom Institut für Pathologie der Universität Bonn. Denn sie werden von Generation zu Generation weitergegeben und entwickeln sich in einer Vorläuferform, der so genannten primordialen Keimzelle, außerhalb des Embryos im Mutterleib. „Erst in der 7. Schwangerschaftswoche besiedeln sie die Gonadenanlage, also den Bereich des Embryos, aus dem die Hoden und Eierstöcke entstehen“, erläutert Prof. Schlatt. In Individuen ohne Y-Chromosom teilen sich diese Zellen vielfach und werden zu Eizellen. Der Embryo entwickelt sich zu einem Mädchen. Wird es allerdings ein Junge, ist also ein Y-Chromosom vorhanden, dann bilden sich so genannte Spermatogonien. Das sind Stammzellen im Hoden, die später für die Produktion der Spermien im Hoden zuständig sind. Diese beginnt, wenn der Junge mit etwa 14 Jahren in die Pubertät kommt – und das ist auch der Moment, den die Professoren Schlatt und Schorle besonders im Blick haben. Denn zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, dass die Zellen sich verändern und Tumore bilden: „Im Hoden von jungen Männern, die solche Tumore bilden, sind maligne Vorläuferzellen vorhanden, die wir CIS-Zellen – Carcinoma in situ-Zellen – nennen“, sagt Stammzellforscher Schlatt.
Woher kommen diese CIS-Zellen und wie werden sie zu Tumoren? Das ist die Frage, die vor allem den Bonner Pathologen Prof. Hubert Schorle interessiert. Auf der Suche nach Antworten bat er seinen Kollegen Schlatt in Münster, mit dem er über das Kompetenznetzwerk Stammzellforschung in NRW zusammenarbeitet, vor einem Jahr um Unterstützung. Denn Prof. Stefan Schlatt hat Erfahrung darin, Keimzellen zu transplantieren – und es auf diese Weise zum Beispiel möglich zu machen, dass Jungen später Väter werden können, obwohl ihre eigenen Keimzellen durch eine Bestrahlung von Hodenkrebstumoren zerstört wurden. Schlatt: „Wie solche Tumore entstehen, konnten wir bisher noch nicht anhand von Tieren untersuchen, weil Hodenkrebs eine Krankheit des Menschen ist. Weder Mäuse noch Affen bilden vergleichbare Tumore.“ Deshalb transplantierte Prof. Schlatt gemeinsam mit seinem Team in Münster menschliche Zelllinien, die er von seinem Kollegen Schorle bekam, in den Hoden von Mäusen. „Wir erhielten aus Bonn eine menschliche embryonale Karzinomzelllinie, die ganz schnell Tumore generierte. Zum anderen transplantierten wir aber auch eine menschliche, mit CIS-Zellen vergleichbare Seminomzellline , die über längere Zeit nicht entartete und sich erst nach zwölf Wochen zum Seminom entwickelte“, erzählt Prof. Schlatt.
Aus diesen Ergebnissen ergibt die für die Wissenschaftler sensationelle Tatsache, dass sie nun ein Modell haben, an dem sie weiter forschen können – um herauszufinden, warum die Keimzellen nach einer gewissen Frist schließlich doch zu Tumoren werden und weshalb sie sich im Hoden keine Nische suchen, um dort in einer Ruheposition zu verharren. „Letztlich ist es unser Anliegen, in einigen Jahren zu verstehen, wie Hodenkrebs entsteht und wie er verhindert werden kann“, sagt Stammzellforscher Prof. Stefan Schlatt. Mit Interesse hat er die Diskussion zwischen Wissenschaftlerkollegen verfolgt, in der es darum geht, ob Keimzellen aus dem Hoden tatsächlich pluripotent sind – sich also in viele verschiedene Gewebe entwickeln können – oder nicht. Für ihn keine Frage: „Diese Zellen sind potenziell pluripotent – denn sonst gäbe es keine Fortpflanzung.“ Schlatt zieht es indes vor, gelassen weiter zu forschen und herauszufinden, wie man die Pluripotenz der Zellen abrufbar machen kann. Er ist überzeugt: „Dazu leistet auch die Arbeit in unserem Kooperationsprojekt zwischen Münster und Bonn einen Beitrag.“ Erste Ergebnisse wurden auf Konferenzen bereits vorgestellt, Veröffentlichungen stehen kurz bevor.