Embryo-Außenhaut erkennt und vernichtet sterbende Zellen

Stirbt in einem jungen Embryo eine Zelle, wird ihr Tod rasch von den Außenhautzellen erkannt, die sie weiterreichen und schließlich verschlingen. Das fanden österreichische Forscher bei Mäusen und Zebrafischen heraus. Bei künstlicher Befruchtung beim Menschen sollte man nach solchen „Fressvorgängen“ der Außenhautzellen Ausschau halten, weil sie Zeichen für häufigen Zelltod durch Zellschäden sind. Die Studie wurde im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht.

red/Agenturen

In einem vollständig entwickelten Menschen, Zebrafisch oder einer Maus ist es die Aufgabe von „Fresszellen“ (Makrophagen) des Immunsystems, abgestorbene Zellen zu beseitigen. Allerdings hat ein neu geformter Embryo noch kein Immunsystem, geschweige denn solche spezialisierte Fresszellen. Er besteht aus sich schnell teilenden Zellen. „Die raschen Zellteilungsvorgänge und Umwelt-Stress machen ihn anfällig für Zellfehler", so die österreichischen Forscher Verena Ruprecht und Stefan Wieser, die am Barcelona Institute of Science and Technology in Spanien arbeiten, in einer Aussendung. Solche Fehler bei der Teilung sind wahrscheinlich der Hauptgrund, dass sich manche Embryos vor der Einpflanzung (Implantation) nicht richtig entwickeln, sowie für Fehlgeburten.

Das erste spezialisierte Gewebe, das sich in einem Embryo bildet, ist die Außenhaut (Epithel). Seine Zellen (Epithelzellen) übernehmen in der kritischen Phase des schnellen Wachstums die Aufgabe der Immunzellen, fanden die Wissenschafter nun heraus. Wie später die Makrophagen erkennen sie sterbende Zellen daran, dass diese einen Fettstoff (Phosphatidylserin) an der Außenseite präsentieren, anstatt ihn an der Innenseite der Zellmembran zu verstecken, erklärte Ruprecht der APA.

Die Epithelzellen formen daraufhin Arm-ähnliche Fortsätze an der Oberfläche und reichen die kaputten Zellen weiter, um die Beseitigung der sterbenden Zellen zu beschleunigen, so die Forscher. Dann fressen sie diese schließlich genau so auf, wie es die spezialisierten Immunzellen später tun, und zerstören sie dadurch.

In Zukunft könnte man in der menschlichen Reproduktionsmedizin die Außenseite der Embryos nach solchen Fressvorgängen (Phagozytose) untersuchen, meinte Ruprecht. Das wäre eine nicht-invasive Methode, um zu erkennen, ob in einem Embryo Zelltod stattgefunden hat, der wiederum ein Hinweis auf Zellfehler und Probleme bei der Zellteilung ist.