Rund einmal pro Woche erneuert sich die Darmschleimhaut, jenes Gewebe, das den Darm auskleidet und unter anderem für die Aufnahme von Nährstoffen aus dem Darm ins Blut zuständig ist. Diese Zellen leisten derart viel, dass ihre Lebensdauer sehr kurz ist. Deshalb müssen verschlissene Zellen regelmäßig durch neue ersetzt werden.

Zwar weiß man seit langem, dass Stammzellen für die wöchentliche Erneuerung der Darmschleimhaut zuständig sind, indem sie sich bei Bedarf in neue Darmepithelzellen verwandeln. Doch bisher war es den Wissenschaftlern nicht möglich, den Quell jener Alleskönner-Zellen im Gewebe ausfindig zu machen und diese sogenannten adulten Stammzellen zu isolieren.

Wie das internationale Team um Eduard Batlle vom Institute for Research in Biomedicine (IRB) in Barcelona und Hans Clevers vom University Medical Center in Utrecht in "Nature Medicine"  berichtet, haben die Forscher dieses Rätsel nun geknackt: Die Wissenschaftler fanden heraus, wo genau im Dickdarmgewebe die Stammzellen zu finden sind. Zudem haben sie erstmals eine Methode entwickelt, diese Zellen aus dem menschlichen Darmgewebe zu isolieren und im Labor zu züchten.

Stammzelle oder nicht?

Das Problem: Dickdarm-Stammzellen unterscheiden sich in ihrer Morphologie kaum von den normalen Zellen der Darmschleimhaut. Auch ihre Oberflächenstruktur ist nahezu mit der von den gewöhnlichen Zellen identisch. Man kann sie also nicht ohne Weiteres etwa unter dem Mikroskop oder sie anhand der Proteinmoleküle auf der Oberfläche voneinander trennen. Wissenschaftler gingen davon aus, dass sich Stammzellen in geringer Zahl in einer Art Gewebsnische befinden, in der die optimalen Wachstumsbedingungen herrschen, wobei sich die Stammzellen aber im Gegensatz zu den normalen Schleimhautzellen nur selten teilen.

Diese Gewebsnische haben die Mediziner nun ausfindig gemacht. Zudem entdeckten die Forscher ein Oberflächenprotein, das von den Stammzellen in besonders hohem Maße produziert wird. Mit Hilfe eines Antikörpers, das dieses Oberflächenmolekül erkennt, gelang es den Wissenschaftlern, die Zellen aus dem Dickdarmgewebe zu isolieren. Anschließend ahmten die Forscher die Bedingungen im Gewebe nach und entwickelten ein Kulturmedium, in dem die Stammzellen wachsen - ohne sich in Darmzellen zu verwandeln.

"Auf diese Weise können wir die Stammzellen bis zu fünf Monate lang in Kulturschalen halten", erklärt Peter Jung vom IRB, einer der Erstautoren dieser Studie. "Oder wir können sie künstlich dazu bringen, sich in Darmzellen zu verwandeln so wie sie es auch in unserem Körper tun."