Kopf ab – der nächste wächst nach
Fast jeder hat einmal als Kind einen Regenwurm zerschnitten und war sicher, dass nun zwei Regenwürmer den Garten umgraben. Leider war das ein tödlicher Trugschluss. Wäre der Regenwurm jedoch ein Plattwurm gewesen, hätten beide Teile die kindlichen Attacken wohl überlebt. Mehr noch, beide Stücke hätten den verlorenen Teil in wenigen Tagen ganz einfach nachwachsen lassen. Denn Plattwürmer – genauer gesagt: Planarien, die zur Gruppe der Plattwürmer gehören – sind die Meister der Regeneration.
Wissenschaftler des Exzellenzclusters "Cells in Motion" der Universität Münster untersuchen diese Regenerationswunder, die gerade einmal wenige Millimeter bis einen Zentimeter messen und ihrem Namen alle Ehre machen: "Planarien sind so flach, dass sie weder Lunge noch Herz brauchen, um Sauerstoff aufzunehmen und zu verteilen", sagt Dr. Kerstin Bartscherer, Gruppenleiterin im Exzellenzcluster und Leiterin der Arbeitsgruppe "Stammzellen und Regeneration" am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster.
Das Besondere an Plattwürmern: In jedem einzelnen Stück des Wurms findet man eine Vielzahl an pluripotenten Stammzellen und damit das Baumaterial für die Regeneration. Pluripotenz bedeutet: Die Stammzellen besitzen die Fähigkeit, jeden beliebigen Zelltyp eines Organismus hervorzubringen, egal ob Muskel-, Nerven- oder Hautzelle. Gesunde Menschen und Säugetiere haben diese pluripotenten Stammzellen nur im frühen Embryonalstadium. Bei Plattwürmern kann dagegen jederzeit aus einem kleinen Schwanzstück ein vollständiger Wurm entstehen – die Tiere pflanzen sich sogar fort, indem sie ihren Schwanz abwerfen. Kerstin Bartscherer konzentriert sich mit ihrem Forschungsteam auf den Zeitpunkt, wenn ein Wurm verwundet wird. "Wie erfahren Stammzellen, dass sie zur Wunde wandern müssen? Was entscheidet, zu welcher Art Zelle sie sich entwickeln? Das wollen wir verstehen", sagt Kerstin Bartscherer.
Boomender Forschungszweig ohne Science-Fiction
Die Regenerationskunst von Planarien ist Wissenschaftlern bereits seit Generationen bekannt. Erst in den vergangenen zehn Jahren entstanden aber immer mehr Arbeitsgruppen, die sich dem Plattwurm als Forschungsobjekt widmen. Unter anderem, weil es nun möglich ist, Gene spezifisch auszuschalten. "Auf diese Weise können wir untersuchen, welche Gene für die Regeneration und den Stammzellerhalt gebraucht werden", erklärt Kerstin Bartscherer. Wissenschaftler haben bereits die ersten Grundlagen über die Regenerationsfähigkeit von Plattwürmern erarbeitet. Bekannt ist etwa, dass eine einzelne Stammzelle ausreicht, damit eine Planarie sich vollständig wiederherstellt. Die Erkenntnisse der Forscher sind durchaus interessant für die medizinische Anwendung. Weiß man etwa, welche Proteine und Mechanismen die Wundheilung und Regeneration von Plattwürmern fördern, lassen sich diese vielleicht auch im Menschen anregen. Mit ihnen könnten Wunden schneller schließen und das Gewebe weniger stark vernarben, vielleicht sogar teilweise regenerieren. Kerstin Bartscherer räumt allerdings ein: "Bis sich erste Forschungsergebnisse von Planarien auf den Menschen übertragen lassen, wird noch viel Wasser den Bach hinunterfließen. Ein amputierter Arm wird vorerst ein Stumpf bleiben."
Wie Wissenschaftler um Kerstin Bartscherer Plattwürmer sehen, können Besucher in der Ausstellung "EinBlicke – Biomedizin und Bildgebung" des Exzellenzclusters "Cells in Motion" sehen. Die Ausstellung zeigt noch bis zum 22. Mai 2015 im Wissenschaftszentrum Bonn 27 farbenfrohe Bilder aus dem Wissenschaftsalltag verschiedener Forschungsgruppen. Besucher erhalten außerdem an acht interaktiven Exponaten einen Einblick in die aktuellen Möglichkeiten der medizinischen Bildgebung und in die biomedizinische Forschung.