Terminale Ausreifung erythroider Progenitoren

Bluttransfusionen stellen eine wichtige Ressource in der Patientenversorgung dar. Allerdings wächst der Versorgungsengpass mit gesunden Blutkonserven von freiwilligen Spendern stetig. Daher versucht man weltweit, rote Blutzellen aus verschiedenen Stammzellquellen im Labor zu generieren. Die bereits gut etablierten Kulturmodelle sind noch limitiert hinsichtlich der terminalen Ausreifung der roten Blutzellen von Retikulozyten zu bikonkaven Erythrozyten. Im menschlichen Körper reifen die roten Blutzellen bis zum Retikulozytenstadium im Knochenmark aus, werden danach ins Blut ausgeschüttet, wo sie zu bikonkaven Erythrozyten umgeformt werden. Reife Erythrozyten sind durch ihre bikonkave Form besonders verformbar und damit erst den Anforderungen in der Blutzirkulation gewachsen. Für einen klinischen Einsatz müssen die ex vivo generierten roten Blutzellen in allen Qualitätsmerkmalen diesen natürlichen Erythrozyten entsprechen. Ein detailliertes Verständnis des essentiellen letzten Differenzierungsschrittes wäre daher notwendig, um diese Hürde zu nehmen. In diesem Projekt sollen erstmals ex vivo generierte rote Blutzellen parallel in zwei Systemen zur Ausreifung von Retikulozyten zu bikonkaven Erythrozyten gebracht werden. Zum einen wird versucht, die Zellen in einer speziellen Flow chamber in Co-Kultur mit unterstützenden Zellen, wie Endothelzellen und Makrophagen, ex vivo zur Ausreifung zu bringen. Zum anderen werden die Zellen in immunsupprimierte Mäuse transfundiert, in deren Blutzirkulation es auf natürlichem Weg zu einer terminalen Umwandlung der Zellen zu bikonkaven Erythrozyten kommen soll. Die Veränderung der roten Blutzellen wird während des gesamten Prozesses mittels modernster Technologien in Echtzeit physisch, mikroskopisch und genetisch überwacht. Ziel ist es, durch Vergleich der beiden Systeme, die grundlegenden Mechanismen der terminalen Ausreifung zu humanen Erythrozyten besser zu verstehen und das ex vivo Kultursystem entsprechend zu adaptieren. Damit wäre der Weg frei zum klinischen Einsatz ex vivo generierter Erythrozyten.