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Matthias Kieslinger: Knochenjob mit Glücksmomenten
Matthias Kieslinger ist Nachwuchsgruppenleiter am Institut für klinische Molekularbiologie und Tumorgenetik am Helmholtz Zentrum München. Bei seiner Forschung konzentriert sich der Biologe auf die sogenannten EBF-Transkriptionsfaktoren. Sie steuern die Bildung von Proteinen, die normalerweise am Entstehen von Blutzellen und Knochen beteiligt sind. Erst seit kurzem zeichnet sich ab, dass die EBFs zumindest indirekt auch eine Rolle bei der Bildung von Krebstochtergeschwulsten in Knochen zu spielen scheinen.
Ursprünglich hat sich Matthias Kieslinger mit Krebs kaum beschäftigt. „Das Krebsprojekt stand eigentlich nicht in unserem Fokus“, räumt er ein. Stattdessen ging der Nachwuchsgruppenleiter am Institut für klinische Molekulargenetik und Tumorbiologie des Helmholtz Zentrums München zum Beginn seiner Forschungsarbeit zwei Fragen nach: Wie wird im Knochenmark das Blut gebildet und wie läuft die eigentliche Knochenbildung ab? Im Zentrum des Interesses steht eine Familie von vier Proteinen, die sogenannten Early B-Cell Factors (EBF1 bis EBF4). „Die EBFs sind Proteine, die an das Erbgut binden und so bestimmte Gene aktivieren können“, erklärt Kieslinger. „Es sind also Transkriptionsfaktoren.“
Unter dem Mikroskop ist zu erkennen, dass Knochen aus vielen verschiedenen Zelltypen aufgebaut sind.Quelle: Matthias Kieslinger
In der Nische: EBF überlebensnotwendig für blutbildende Stammzellen
Um die Stammzellen im Knochenmark optimal zu versorgen, sind weitere Zellen nötig, zum Beispiel die Nischenzellen. Und an dieser Stelle kommen EBF-Proteine ins Spiel: „Wir konnten zeigen, dass die Expression von EBF2 in den Nischenzellen wichtig ist, um die Stammzellen zu erhalten“, erklärt der 42-Jährige. Was genau die Transkriptionsfaktoren bewirken, ist noch nicht restlos geklärt. Gerade die Expression von EBF2 in noch unreifen Osteoblasten – den Zellen, die für den Knochenaufbau zuständig sind – scheint jedoch für das Überleben der ebenfalls noch unreifen blutbildenden Stammzellen wichtig zu sein.
Erst Blutstammzellen, dann Tumorstammzellen
„Wir sind eigentlich die einzigen, die diese primären Nischenzellen im lebendigen Organismus analysieren können“, sagt Kiesinger nicht ohne Stolz. „Deswegen haben wir gesagt, schauen wir uns auch das Spiegelbild der normalen Bildung von Blutzellen an.“ Seitdem untersucht die Gruppe, ob Tumorstammzellen dieselbe Nische besetzen wie die normalen Blutstammzellen. Als Teil der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 3 Millionen Euro geförderten Forschergruppe „Skelmet – Mesenchymale und osteogene Signalwege in der Knochenmetastasierung“ untersucht Kieslingers Gruppe daher nun die Entwicklung einer bestimmten Art von Knochenkrebs: dem multiplen Myelom. Seine Arbeitsgruppe will klären, welche Zelltypen und -stadien der knochenaufbauenden Osteoblasten die Krebszellen beim multiplen Myelom in ihrem Wachstum unterstützen.
Mitarbeiterin Bettina Groll an der Zellsortierungsanlage (FACS).Quelle: Matthias Kieslinger
„Es gibt noch keine eindeutigen Daten dazu, aber mit unserem Tiermodell haben wir gute Chancen, diese Fragestellungen aufzuklären“, so Kieslinger. Seit einiger Zeit nutzt seine Arbeitsgruppe eine ganz besondere Mauslinie. Bei diesen Tieren bilden die Osteoblasten kein EBF2-Protein mehr. Sollte der Transkiptionsfaktor tatsächlich der Schlüssel zur Einnistung von Krebsgeschwulsten im Knochenmark sein, würde sich der Krankheitsverlauf zwischen normalen und Knockout-Mäusen stark unterscheiden.
An der Schnittstelle von Hämatologie und Osteologie
Den Weg nach München trat der Österreicher Kieslinger eher zufällig an. „Ich habe nach meiner Promotion nach einer guten Postdoktorandenstelle gesucht“, erinnert er sich. Die bayerische Landeshauptstadt war damals einer der Leuchttürme für Arbeiten zur zellulären Differenzierung. Im Jahr 2001 begann Kieslinger seinen Postdoc-Aufenthalt im Labor von Rudolf Großschedl am Genzentrum der Ludwig-Maximilians-Universität München. Fünf Jahre später wechselte er dann als Nachwuchsgruppenleiter an das Institut für klinische Molekularbiologie. „Vom Mentor wegzugehen und Verantwortung für eine eigene Arbeitsgruppe zu übernehmen war für mich ein aufregender Schritt“, gibt Kieslinger unumwunden zu. Und doch: Indem er in der eigenen Arbeitsgruppe sowohl zur Blutbildung als auch zum Knochenaufbau forscht, hat er etwas Eigenes geschaffen. „Ich glaube, die beiden Themen miteinander zu verbinden, ist absolut sinnvoll. Die Blutbildung findet im Knochen statt und die Zellen interagieren miteinander, gleichzeitig sind das aber häufig noch getrennte Felder“, so Kieslinger.
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Die Hämatologen und die Knochenforscher blieben häufig unter sich. „Hier eine Verbindung zu schaffen, ist mir wichtig.“
Man arbeitet für jene Momente des Glücks
Die Begeisterung für die Biologie hält bei Kieslinger bis heute an: „Das Faszinierende an der Biologie ist, dass man zu einem mechanistischen Verständnis natürlicher Vorgänge kommen kann“, sagt der Biologe. „Man kann nachschauen, wie etwas Belebtes in seinem Innersten funktioniert.“ Seine Motivation zieht Kieslinger aus den Erfolgen seiner Arbeit: „Gerade jetzt, wo in meiner Arbeitsgruppe drei Doktorarbeiten in kurzer Zeit zu Ende gegangen sind, gab es viele jener Glücksmomente, für die man arbeitet.“ Mit einer neu gezüchteten Mauslinie konnte seine Arbeitsgruppe als erste überhaupt zeigen, dass das Entfernen eines einzigen Gens in Nischenzellen ausreicht, um die Entwicklung von blutbildenden Stammzellen zu behindern. „Das hat so richtig Spaß gemacht.“
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