Neue Gruppenleiterin Nina Cabezas-Wallscheid erforscht den Schlaf der Stammzellen
Hämatopoetische Stammzellen (HSZ) finden sich vorwiegend im Knochenmark und bilden das ganz Leben lang den Ausgangspunkt für die Zellneubildung des Blutes. Speziell unter Stressbedingungen, wie etwa bei Blutverlust oder Entzündungen, werden hämatopoetische Stammzellen aktiviert und beginnen sich verstärkt zu teilen, um neue Blutzellen zu erzeugen und beschädigtes Gewebe zu reparieren. Wenn jedoch kein Blutzellnachschub notwendig ist, verharren HSZ in einer Art Winterschlaf, der gekennzeichnet ist durch eine geringe Zellteilungsaktivität und einen sehr niedrigen Energiebedarf.
„Dieser Ruhezustand ist für hämatopoetische Stammzellen sehr wichtig. Er funktioniert wie ein Schutzmechanismus, der die lebenslange Funktionalität der Zellen bewahrt und regelt. Auch schützt er sie vor Mutationen in ihrem Erbgut, die bei schnellen Zellteilungen auftreten können. Diese Mutationen reduzieren die Fähigkeit der hämatopoetischen Stammzellen Gewebe zu reparieren”, erklärt Nina Cabezas-Wallscheid.
Das Kernziel des neu gegründeten Labors von Nina Cabezas-Wallscheid in der Abteilung von Max-Planck Direktor Rudolf Grosschedl am MPI-IE ist es, die Mechanismen zu verstehen, die HSZ dazu bringen, den Ruhezustand aufrechtzuerhalten. Dabei setzt das Team um Nina Cabezas-Wallscheid auf eine breite Palette von interdisziplinären Ansätzen, wie beispielsweise Mausmodelle der zweiten Generation sowie Bildgebungverfahren für das Knochenmark in Kombination mit modernsten Methylom-, Transkriptom- und Proteom-Untersuchungen. Dadurch soll es gelingen, die zellinternen Signalwege sowie extrazelluläre Botenstoffe zu erforschen, die Blutstammzellen im Tiefschlaf halten.
„Wir konnten bereits zeigen, dass die Ernährung den Schlaf- und Wachzustand der HSZs beeinflussen. Zum Beispiel schützt Retinolsäure, ein Vitamin A-Metabolit, die Fähigkeit aktiver Stammzellen wieder in den Schlafzustand zurückzukehren. Fehlt Vitamin A, reifen sie stattdessen zu spezialisierten Blutzellen heran, die dann natürlich als Vorrat unspezialisierter Stammzellen verloren gehen”, erläutert Nina Cabezas-Wallscheid.
Entsprechend hofft die neue Forschungsgruppe am MPI-IE natürlich, ihre Erkenntnisse zukünftig für die Therapie menschlicher Krankheiten wie Krebs nutzbar zu machen. Denn es ist bekannt, dass eine Fehlregulation dieses fein abgestimmten Mechanismus von Schlaf und Wach der Blutstammzellen zu einer anormalen Blutzellbildung führen kann, wie dies beispielsweise für Leukämie ursächlich ist. Die neuen Forscherinnen und Forscher des MPI-IE sind überzeugt, dass ein besseres Verständnis der Mechanismen, die HSZ in den Ruhezustand versetzen oder aktivieren, vielversprechende Wege bereithalten, neue Strategien zur Krebsbekämpfung zu entwickeln.
Biographie
Dr. Nina Cabezas-Wallscheid, geboren 1982, studierte Biotechnologie (M.Sc.) an der Autonomen Universität Barcelona, Spanien und der Universität Parma in Italien. Sie promovierte mit einer Studie zu AML1-ETO – einem Subtyp der akuten myeloischen Leukämie (AML) an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (2006-2010). Dabei zeigte Nina basierend auf einem neuartigen Mausmodell die Entwicklung der Transkriptionslandschaften und die Etablierung von Krebs-Stammzellenhierarchien. Während ihres Doktorats war sie auch als Gastwissenschaftlerin am Harvard Stem Cell Institute in Boston, USA tätig.
Von 2011 bis 2017 war Nina Post-Doc in der Abteilung „Stammzellen und Krebs“ (Prof. Andreas Trumpp) am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg. Hier konzentrierten sich ihre Forschungen auf die Identifizierung von Regulierungsnetzwerken in adulten HSZ sowie multipotenten Stammzell-Kompartments und auf die Untersuchung der Mechanismen, die den Ruhezustand von HSZ aufrechterhalten.
Seit Mai 2017 ist Nina Cabezas-Wallscheid Forschungsgruppenleiterin in der Abteilung von Rudolf Grosschedl am Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg.
