Warum Sauerstoff für die Regeneration von Gliedmassen so entscheidend ist
von belmedia Redaktion Allgemein Forschung Gesundheit hospital.ch Medizin nachrichtenticker.ch News Regionen Schweiz Themen Tierwelt tierwelt.news Waadt Wildtiere xund24.ch
Sauerstoff spielt eine entscheidende Rolle bei der Regeneration von Gliedmassen. Das hat ein Team unter der Leitung des Biologen Can Aztekin von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) herausgefunden. Auf lange Sicht könnten davon auch Menschen profitieren, heisst es.
Die Regeneration von Gliedmassen beginnt mit der Wundheilung. Nach einer Amputation müssen die Zellen an der Verletzungsstelle die Wunde rasch verschliessen und sich in regenerative Zelltypen umwandeln. Bei Amphibien verläuft dieser Prozess reibungslos. Bei Säugetieren kommt er frühzeitig zum Stillstand. Der Wundverschluss verläuft langsam, und die Narbenbildung übernimmt die Oberhand, wodurch die Regeneration blockiert wird.
Regenerative Zelltypen bleiben aus
Ein wesentlicher Unterschied liegt in der Umgebung. Amphibienlarven entwickeln sich im Wasser, wo der Sauerstoffgehalt niedriger ist als in der Luft. Wunden bei Menschen schliessen sich unter Lufteinfluss. Aztekins Team fand heraus, dass es nicht die Sauerstoff-Exposition allein ist, die das Nachwachsen von Gliedmassen verhindert. Es ist vor allem die Art und Weise, wie Zellen Sauerstoff wahrnehmen, die darüber entscheidet, ob die Regeneration überhaupt beginnen kann.
„Obwohl viele Studien zeigen, dass Säugetiere und regenerationsfähige Arten wie Amphibien ähnliche Gene haben, was darauf hindeutet, dass Säugetiere eine latente Regenerationsfähigkeit besitzen könnten, blieb unklar, ob Säugetiergewebe tatsächlich Programme zur Gliedmassenregeneration aktivieren kann und was es daran hindert“, so der ehemalige EPFL-Biologe, der inzwischen am Friedrich-Miescher-Labor der Max-Planck-Gesellschaft tätig ist.
Protein HIF1A könnte Schlüssel sein
Die Forscher haben sich entwickelnde Gliedmassen von Froschlarven und Mäuseembryonen amputiert und sie ausserhalb des Körpers kultiviert. Sie legten die Sauerstoffkonzentrationen auf Werte fest, die denen in aquatischen Umgebungen und in der Luft entsprechen. Dabei beobachteten sie Wundverschluss, Zellbewegung, Genaktivität, Stoffwechsel und epigenetische Zustände, einschliesslich Veränderungen der DNA-Verpackung.
Im Mittelpunkt stand HIF1A, ein Protein, das als zellulärer Sauerstoffsensor fungiert. Bei niedrigem Sauerstoffgehalt wird HIF1A stabil und aktiviert Programme, die die Voraussetzungen für Wundheilung und Regeneration schaffen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Gliedmassen von Säugetieren aus frühen Zeiten ein latentes Regenerationspotenzial bewahrt haben. Eine Anpassung der Sauerstoffsensor-Signalwege könnte eines Tages die Wundheilung oder Regenerationsreaktionen beim Menschen verbessern, heisst es abschliessend.
Quelle: pressetext.redaktion/Wolfgang Kempkens
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