Embryo-Aussenhaut erkennt und vernichtet sterbende Zellen

Österreich, 29.03.2021 - 11:58

Stirbt in einem jungen Embryo eine Zelle, wird ihr Tod rasch von den Aussenhautzellen erkannt, die sie weiterreichen und schliesslich verschlingen.

Ein Ei wird künstlich befruchtet. In den letzten zehn Jahren ist das Verfahren deutlich effizienter geworden. Die Zahl der Frauen, die nach der Implantation eines ausserkörperlich gezeugten Embryos schwanger wurden, stieg von einem guten Drittel auf beinahe die Hälfte. (Archivbild) - sda - Keystone/GAETAN BALLY

Stirbt in einem jungen Embryo eine Zelle, wird ihr Tod rasch von den Aussenhautzellen erkannt, die sie weiterreichen und schliesslich verschlingen. Das fanden Forschende bei Mäusen und Zebrafischen heraus. Die Studie wurde im Fachmagazin «Nature» veröffentlicht.

In einem vollständig entwickelten Menschen, Zebrafisch oder einer Maus ist es die Aufgabe von Fresszellen des Immunsystems, abgestorbene Zellen zu beseitigen. Allerdings hat ein neu geformter Embryo noch kein Immunsystem, geschweige denn solche spezialisierte Fresszellen. Er besteht aus sich schnell teilenden Zellen.

«Die raschen Zellteilungsvorgänge und Umwelt-Stress machen ihn anfällig für Zellfehler», so die österreichischen Forscher Verena Ruprecht und Stefan Wieser, die am Barcelona Institute of Science and Technology in Spanien arbeiten. Solche Fehler bei der Teilung sind wahrscheinlich der Hauptgrund, dass sich manche Embryos vor der Einpflanzung nicht richtig entwickeln, sowie für Fehlgeburten.

Das erste spezialisierte Gewebe, das sich in einem Embryo bildet, ist die Aussenhaut. Seine Zellen übernehmen in der kritischen Phase des schnellen Wachstums die Aufgabe der Immunzellen, fanden die Wissenschaftler nun heraus. Wie später die Fresszellen erkennen sie sterbende Zellen daran, dass diese einen Fettstoff an der Aussenseite präsentieren, anstatt ihn an der Innenseite der Zellmembran zu verstecken, erklärte Ruprecht der APA.

Die Aussenhaut-Zellen formen daraufhin Arm-ähnliche Fortsätze an der Oberfläche und reichen die kaputten Zellen weiter, um die Beseitigung der sterbenden Zellen zu beschleunigen, so die Forscher. Dann fressen sie diese schliesslich genau so auf, wie es die spezialisierten Immunzellen später tun, und zerstören sie dadurch.

In Zukunft könnte man in der menschlichen Reproduktionsmedizin die Aussenseite der Embryos nach solchen Fressvorgängen untersuchen, meinte Ruprecht. Das wäre eine nicht-invasive Methode, um zu erkennen, ob in einem Embryo Zelltod stattgefunden hat, der wiederum ein Hinweis auf Zellfehler und Probleme bei der Zellteilung ist.