Die Lösung des Lymphrätsels

Seit über einhundert Jahren haben Wissenschaftler die Frage über die Herkunft des lymphatischen Systems diskutiert. Parallel zum Blutkreislauf dient das Lymphsystem als Kanal für Immunzellen, Fettmoleküle und Krebszellen. Dieses Rätsel konnte nun von Dr. Karina Yaniv aus dem Fachbereich Biologische Regulierung am Weizmann Institut geklärt werden. In einer Studie, über die kürzlich in Nature berichtet wurde, hat sie und ihr Team zeigen können, wie sich das Lymphsystem im Embryo entwickelt und es dabei zum ersten Mal  geschafft, künstliche Lymphzellen zu züchten.

            Es gab Wissenschaftler, die behauptet haben, das Lymphsystem stamme von spezialisierten Stammzellen ab, die sich Angioblasten nennen. Andere Wissenschaftler meinten, das Lymphsystem sei aus der Differenzierung eines frühen Entwicklungsstadiums embryonaler Blutadern entstanden. Letztendlich war es diese letztere Meinung, die allgemein akzeptiert wurde.

            Mit der voranschreitenden Forschungsarbeit in Yanivs Labor stellte sich heraus, dass beide o.g. Ansichten der Wissenschaftler korrekt waren: Lymphzellen entstehen in der Tat aus Blutadern, aber sie stammen von einer Nische in der Ader, in der sich Angioblasten ansammeln.

            In den ersten Phasen des Forschungsprojekts erhielten Julian Nicenboim und Dr. Guy Malkinson von Yanivs Forschungsteam Bilder von sich entwickelnden Zebrafisch-Embryonen, deren transparente Körper es ermöglichen, die embryonale Entwicklung in real-time während mehrerer Tage hindurch zu dokumentieren. Die Wissenschaftler spielten die Filme dann rückwärts, um die Stelle identifizieren zu können, an der die Entstehung des Lymphsystems beginnt. Zu ihrer Überraschung entdeckten sie, dass die lymphatischen Zellen stets von derselben Stelle in der Hauptader des Embryos stammen. An dieser Stelle fanden die Wissenschaftler eine Nische mit Angioblasten, denselben Elementen, die vor etwa einhundert Jahren als Quelle der Lymphzellen betrachtet worden waren, aber dann vernachlässigt wurden.

Eine genaue genetische Analyse, die unter Beteiligung der graduierten Studenten Tal Lupo und Lihee Asaf durchgeführt wurden, wiesen auf ein Gen hin, das sich WNT5B nennt und als Faktor enthüllt wurde, der die Stammzellen dazu veranlasst, sich in lymphatische Zellen zu differenzieren. Als Postdoktorand Dr. Yogev Sela WNT5B zu den menschlichen embryonalen Stammzellen hinzufügte, differenzierten sich diese Zellen in der Tat in lymphatische Zellen. Erstmals ließen sich solche Zellen auf künstliche Weise im Labor züchten. "Wir hatten mit der Abbildung von Zebrafischen begonnen und am Ende fanden wir den Faktor, der das Züchten von Lymphzellen ermöglicht," sagt Yaniv. "Hier zeigt sich die Schönheit der Erforschung der Entwicklungsbiologie: Der Embryo hat die Antworten und wir müssen lediglich genau beobachten und daraus lernen."

            Außer der großartigen Leistung in der Beantwortung dieser über so viele Jahre ungelösten Frage der Entstehung des Lymphsystems kann das Verständnis seiner Entstehung wichtige Einsichten in Krankheiten bieten, angefangen bei der Metastasierung bis hin zur anomalen Ansammlung von Lymphflüssigkeiten, die insbesondere bei Operationen zur Entfernung von Krebsgeschwüren entstehen.

            Diese Forschungsarbeit wurde in Zusammenarbeit mit den Laboren von Prof. Itai Yanai vom Technion (Israel Institute of Technology), Dr. Jacob Hanna aus dem Fachbereich Molekulargenetik am Weizmann Institut und Prof. Nathan Lawson von der University of Massachusetts durchgeführt.

Dr. Karina Yanivs Forschungsarbeit wird finanziert von dem Henry Chanoch Krenter Institute for Biomedical Imaging and Genomics, dem Karen Siem Fellowship for Women in Science, der Carolito Stiftung, der Adelis Foundation, dem David M. Polen Charitable Trust und aus dem Nachlass von Georges Lustgarten. Dr. Yaniv hält den Louis-und-Ida-Rich-Lehrstuhl inne.