Säugetiere können nach der Amputation die Fingerspitzen und Zehen regenerieren. Neue Forschungsergebnisse zeigen nun, wie Stammzellen im Nagel bei diesem Prozess eine Rolle spielen.
Eine Studie an Mäusen, die heute (12. Juni) online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, enthüllt das chemische Signal, das die Entwicklung von Stammzellen zu neuem Nagelgewebe auslöst, und zieht auch Nerven an, die die Nagel- und Knochenregeneration fördern.
Die Ergebnisse legen nahe, dass Nagelstammzellen verwendet werden könnten, um neue Behandlungen für Amputierte zu entwickeln, sagten die Forscher.
Bei Mäusen und Menschen muss der Nagel nachgewachsen werden, um einen amputierten Finger oder Zeh zu regenerieren. Ob der amputierte Teil der Ziffer nachwachsen kann, hängt jedoch genau davon ab, wo die Amputation erfolgt: Wenn die Stammzellen unter dem Nagel zusammen mit der Ziffer amputiert werden, tritt kein Nachwachsen auf, aber wenn die Stammzellen verbleiben, ist ein Nachwachsen möglich.
Um zu verstehen, warum diese Stammzellen für die Regeneration entscheidend sind, wandten sich die Forscher an Mäuse. Die Wissenschaftler führten Zehenamputationen bei zwei Gruppen von Mäusen durch: einer Gruppe normaler Mäuse und einer Gruppe, die mit einem Medikament behandelt wurde, das es ihnen unmöglich machte, die Signale für die Entwicklung neuer Nagelzellen zu erzeugen.
Sie fanden heraus, dass die Signale, die die Entwicklung der Stammzellen zu Nagelzellen leiteten, für die Regeneration amputierter Ziffern von entscheidender Bedeutung waren. Fünf Wochen nach der Amputation hatten die normalen Mäuse ihre Zehen und Zehennägel regeneriert. Den Mäusen, denen das Nagelsignal fehlte, konnten jedoch weder ihre Nägel noch der Zehenknochen selbst nachwachsen, da den Stammzellen die Signale fehlten, die die Entwicklung der Nagelzellen fördern. Als die Forscher diese Signale wieder auffüllten, regenerierten sich die Zehen erfolgreich.
In einem anderen Experiment entfernten die Forscher die Nerven chirurgisch von den Zehen der Mäuse, bevor sie amputiert wurden. Dies beeinträchtigte die Regeneration der Nagelzellen erheblich, ähnlich wie bei den Mäusen, denen die Signale zur Herstellung neuer Nägel fehlten. Darüber hinaus verringerte die Nervenentfernung die Spiegel bestimmter Proteine, die das Gewebewachstum fördern.
Zusammen zeigen die Ergebnisse, dass Nagelstammzellen für das Nachwachsen einer verlorenen Ziffer bei Mäusen entscheidend sind. Sollte sich herausstellen, dass dies auch beim Menschen der Fall ist, könnten die Ergebnisse zu besseren Behandlungen für Amputierte führen.
Andere Tiere, einschließlich Amphibien, können ebenfalls verlorene Gliedmaßen regenerieren. Zum Beispiel können aquatische Salamander komplette Gliedmaßen oder sogar Teile ihres Herzens nachwachsen lassen - ein Prozess, an dem Zellen in ihrem Immunsystem beteiligt sind. Durch die Untersuchung dieser Phänomene bei anderen Tieren könnte es möglich sein, das Regenerationspotential bei Menschen zu steigern, sagten die Forscher.
