Wie ist das möglich und warum klappt es nicht bei anderen Tieren einschließlich Menschen? Bereits seit einiger Zeit steht die faszinierende Regenerationsfähigkeit einiger Vertreter der Lurche im Fokus der Forschung. Vor allem der Axolotl (Ambystoma mexicanum), der in mexikanischen Seen vorkommt, avancierte in diesem Zusammenhang zu einem Modelltier. Einige seiner Geheimnisse konnten Wissenschaftler bereits aufdecken: Wenn ein Axolotl ein Bein verliert, häufen sich zunächst Zellen in der Nähe des entstandenen Stumpfes an – es bildet sich ein spezielles Gewebe, ein so genanntes Blastem. Aus diesem Gebilde entwickelt sich anschließend ein voll funktionsfähiges Bein, das wie sein Vorgänger aus vielen Geweben und Zelltypen wie Muskeln, Neuronen oder Bindegewebe besteht.
Welcher Erklärungsansatz stimmt?
Bis jetzt war allerdings unklar, wie aus ausgereiftem Gewebe die Gliedmaßen bildenden Blastem-Zellen hervorgehen können. Es gab dazu bisher zwei Erklärungsansätze: Zum einen könnte es schlummernde Stammzellen im Bindegewebe des Axolotls geben, die auf ihre Aktivierung warten. Der anderen Vermutung zufolge könnten ausgereifte Bindegewebszellen auf den Verlust von Gliedmaßen durch eine Rückentwicklung zu Extremitäten-Vorläuferzellen reagieren, ähnlich wie sie bei Embryonen vorkommen.
Um die richtige Erklärung zu identifizieren, hat ein internationales Forscherteam nun genetisch veränderte Axolotl-Zuchtlinien entwickelt. Die Bindegewebszellen dieser Tiere geben durch molekulare Markierungen Fluoreszenzlicht ab und lassen sich somit genau beobachten. Außerdem untersuchten die Wissenschaftler durch genetische Methoden die Aktivität bestimmter Erbanlagen in den relevanten Geweben des Axolotls. Auf diese Weise gelang es dem Team nun, den zutreffenden Erklärungsansatz zum Ursprung der Blastem-Vorläuferzellen aufzudecken.
Bindegewebszellen werden zu Vorläuferzellen
Wie sie berichten, gibt es offenbar keine schlummernden Vorläuferzellen. „Wir können nun zeigen, dass es keine „magischen Zellen“ gibt, die Axolotls haben, Säugetiere aber nicht“, resümiert Co-Autor Prayag Murawala vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie in Wien. Den Ergebnissen zufolge entwickeln sich die Blastem-Vorläuferzellen stattdessen aus ausgereiften (differenzierten) Bindegewebszellen – aus sogenannten Fibroblasten. Wenn Gliedmaßen verloren gehen, dann „entdifferenzieren“ sich diese Zellen wieder zu Bindegewebs-Vorläuferzellen, erklären die Wissenschaftler. Sie ähneln dann tatsächlich erneut denjenigen, die man in embryonalen Gliedmaßen-Knospen findet.
