Was haben Zunge und Arm- und Beinmuskeln gemeinsam? Beide bestehen aus Muskelgewebe und haben einen gemeinsamen Ursprung. Wie sich die deutliche Unterschiede zwischen beiden herausbilden, dass haben jetzt Berliner Forscher genauer untersucht.
Die Zellen beider Organe entwickeln sich im Laufe der Embryonalentwicklung aus bestimmten Zuellen, die ihren Ursprungsort verlassen und sich an ihrer neuen Position ausdifferenzieren. Gesteuert wird ihre Entwicklung offenbar von zwei verschiedenen Genen. Das haben jetzt Elena Vasyutina und Prof. Carmen Birchmeier vom Max-Delbrück Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch an Mäuse- und Hühnerembryonen herausgefunden.
Muskeln bilden sich aus so genannten Muskelvorläuferzellen. Sie kommen aus dem Somiten, einer segmentierten Struktur, die bei Wirbeltieren in der Embryonalentwicklung auftritt. Damit sich die Muskeln bilden, müssen sich ihre Vorläuferzellen zu einem bestimmten Zeitpunkt aus ihrem Zellverband lösen und genau zu der Stelle im embryonalen Bindegewebe wandern, wo die Zunge oder die Arm- und Beinmuskeln angelegt werden sollen. Zwei verschiedene Gene in den Muskelvorläuferzellen steuern diesen Prozess, wie die Forscher jetzt herausfanden.
Ein Gen bildet den so genannten CXCR4 Rezeptor, der einen Botenstoff auf der Zelloberfläche der Vorläuferzellen erkennt, ein anderes einen weiteren Rezeptor, den Tyrosin-Kinase-Rezeptor c-Met. Beide werden aktiv, wenn „ihre“ Botenstoffee andocken und lösen dann die Wanderung der Muskelvorläuferzellen zu ihrem Ziel aus. Gleichzeitig regeln sie den verlauf der Wanderschaft und sorgen dafür, dass die Zellen unterwegs nicht stecken bleiben. Wäre das der Fall, könnten sich keine Muskeln bilden.
Wanderungsvorgänge in der Embryonalentwicklung ähneln häufig Prozessen bei der Krebsentstehung – unter anderem deshalb sind die Wissenschaftler so sehr an neuen Erkenntnissen in diesem Bereich interessiert. Immerhin besteht die Möglichkeit, dadurch neue Ansatzstellen für effektive Krebstherapien zu finden.
So spielen etwa die CXCR4 und Met Rezeptoren bei der Entstehung von Tochtergeschwülsten von Brust- und Darmkrebs eine Rolle, die ebenfalls aus wandernden Zellen entstehen.
Die Arbeit der beiden Entwicklungsbiologinnen ist jetzt in der Fachzeitschrift Genes and Development erschienen.
(Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), 15.09.2005 – NPO)
