3. Forschungsschwerpunkt

Der menschliche Lebenszyklus —
biologische, gesellschaftliche, kulturelle Aspekte
DIE PROJEKTE
DER MENSCH IST SO ALT WIE SEINE STAMMZELLEN
Sprecher: Wolfgang Wagner.
Kollegialen:
Anna Marciniak-Czochra1, Stefan Pfister2,3, Wolfgang Wagner4.
Mitarbeiter: Simone Bork4, Laura Puccio4.
1 Zentrum für Modellierung und Simulation in den Biowissenschaften (BIOMS),
Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR), Institut für
Angewandte Mathematik der Universität Heidelberg
2 Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin, Klinik Kinderheilkunde III
3 Deutsches Krebsforschungszentrum Heidelberg, Abteilung Molekulare Genetik
4 Medizinische Klinik V der Universität Heidelberg
Unsere bisherigen Arbeiten weisen daraufhin, dass unsere körpereigenen Stammzel-
len nicht vor Alterung geschützt sind. Im Rahmen der bisherigen Förderperiode
konnten wir zeigen, dass mesenchymale Stammzellen (MSC) während der in vitro
Kultivierung kontinuierlichen Veränderungen unterworfen sind (replikative Senes-
zenz), die sowohl das Differenzierungspotenzial, als auch das globale Genexpressi-
onsmuster betreffen. Zudem konnten wir zeigen, dass sowohl hämatopoetische
Stammzellen (HSC) als auch MSC ihre molekularen Eigenschaften im Verlauf des
Lebens verändern. Interessanterweise korrelieren die Genexpressionsveränderungen
im Rahmen der in vitro Langzeitkultur mit den altersbedingten Veränderungen in
den Stammzellen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse haben wir bereits erste mathe-
matische Modelle zur Stammzelldifferenzierung beschrieben, die es ermöglichen
sollen, den Alterungsprozess zu modellieren. Darüber hinaus haben wir begonnen,
epigenetische Veränderungen im Rahmen des Alterns zu untersuchen, um die
Grundlagen der Alterung besser zu verstehen. Dabei gehen wir davon aus, dass Altern
evolutionsbiologisch ein sinnvoller und determinierter Prozess ist und nicht nur eine
unausweichliche Akkumulation von Zelldefekten.
Hintergrund
„Der Mensch ist so alt wie seine Stammzellen“ — Grundlage dieser Hypothese ist die
Tatsache, dass so genannte adulte Stammzellen (d. h. Stammzellen, deren Abkömm-