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FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES

gisch einen sinnvollen und determinierten Prozess darstellt. Bisher sind die genauen
Regulationsmechanismen des Alterungsprozesses nicht bekannt. Es gibt jedoch
zunehmend Hinweise, dass insbesondere Veränderungen in den körpereigenen, adul-
ten Stammzellen den Alterungsprozess hervorrufen1,2. Deshalb ist es das unmittelbare
Ziel unseres Projektes, altersbedingte Veränderungen in hämatopoetischen Stamm-
zellen (HSC) und mesenchymalen Stammzellen (MSC) auf molekularer Ebene auf-
zuklären und anhand von mathematischen Modellen nachzuvollziehen.
1. Hintergrund
1.1. Hämatopoetische und Mesenchymale Stammzellen
Hämatopoetische Blutstammzellen (HSC) bilden den Ausgangpunkt der humanen
Blutbildung im Knochenmark. Sie gewährleisten ein Leben lang Nachschub aller
Zelltypen des Blutes. Doch auch die Hämatopoese wird von Alterungsvorgängen
erfasst, was sich einerseits in einer zunehmendenVerfettung des Knochenmarks und
anderseits in altersbedingten Anämien, Gerinnungsstörungen und der Abnahme der
Immunfunktion widerspiegelt3,4. Untersuchungen am Mausmodell haben zudem
gezeigt, dass sich auch die Genexpressionsmuster von HSC im Laufe des Lebens ver-
ändern5. Aus diesem Grund erörtern wir im Rahmen unseres Projektes die These,
dass sich auch humane HSC von unterschiedlich alten Spendern hinsichtlich ihrer
globalen Genexpression, DNA-Methylierung und ihres Proteinprofils unter-
scheiden.
Mesenchymale Stammzellen (MSC) repräsentieren eine weitere Population
von multipotenten adulten Stammzellen, die hohe Erwartungen in der regenerativen
Medizin wecken. Unter geeigneten Bedingungen können MSC in Knochen-,
Knorpel-, Fett- und Muskel-Zellen differenzieren6,7. Im Gegensatz zu HSC können
MSC auch in vitro kultiviert und expandiert werden8. Im Laufe von etwa 7 bis 15 Zell-
passagen verlangsamt sich dabei jedoch die Proliferation. Schließlich treten die Zellen
in ein seneszentes Stadium ein, was zum Proliferationsstop und schließlich zum Zell-
tod fuhrt. Die molekularen Mechanismen dieses Phänomens sind bis heute nicht
eindeutig aufgeklärt, doch wird ein Zusammenhang mit der Alterung des Gesamt-
organismus sowie der Entstehung altersbedingter Pathophysiologien diskutiert9.
1.2. Akute Myeloische Leukämie als Beispiel für altersassoziierte Krankheiten
Durch Untersuchungen von altersbedingten Pathyophysiologien soll herausgefun-
den werden, ob es Parallelen zwischen den Prozessen der Alterung bzw. der replika-
tiven Seneszenz und krankheitsbedingten Veränderungen gibt. Die akute myeloische
Leukämie (AML) soll hier als Beispiel für altersassoziierte Krankheiten dienen. Es
soll herausgefunden werden, ob Zellen aus AML-Patienten früher einen seneszenten
Status erreichen bzw. Parallelen zu Genexpressions- und Methylierungsprofilen von
replikativer Seneszenz und Altern aufweisen. Unterschiede zwischen MSC gesunder
Spender und an AML erkrankten Patienten können die Rolle der Nische in gesun-
der bzw. fehlerhafter Hämatopoese aufzeigen.