Zellbiologie und Molekularbiologie von testikulären Stammzellen

Spermatogoniale Stammzellen bilden die Grundlage für die Spermatogenese. Ein besseres Verständnis dieser Zellen ist die Voraussetzung dafür, dass diese Zellen zukünftig im Bereich der Fertilitätsbewahrung eingesetzt werden können. Insbesondere prä-pubertäre Krebspatienten, die keine Möglichkeit haben, Spermien als Fertilitätsreserve einzulagern, würden von Ansätzen profitieren, die auf den spermatogonialen Stammzellen basieren.

Schematische Abbildung von Samenkanälchen im menschlichen Hoden. Die undifferenzierten Spermatogonien (dunkelblau) liegen an der Basalmembran und haben die Fähigkeit sich als Population durch Zellteilung zu erhalten oder differenzierende Keimzellen hervorzubringen, die mit zunehmendem Differenzierungsgrad weiter zum Lumen der Kanälchen hin lokalisiert sind (Heckmann et al., 2018).

Spermatogonien und die in dieser Population enthaltenen spermatogonialen Stammzellen bilden die Grundlage für die Spermatogenese. Ein besseres Verständnis dieser Zellen ist die Voraussetzung dafür, dass diese Zellen zukünftig im Bereich der Fertilitätsbewahrung eingesetzt werden können. Insbesondere prä-pubertäre Krebspatienten, die keine Möglichkeit haben, Spermien als Fertilitätsreserve einzulagern, würden von Ansätzen profitieren, die auf den spermatogonialen Stammzellen basieren. Die Herausforderung in diesem Arbeitsgebiet ist die Tatsache, dass Spermatogonien nur einen sehr kleinen Anteil an der Gesamtpopulation des Hodengewebes ausmachen und somit Isolierungsansätze und hochauflösende Analysemethoden von besonderer Bedeutung sind.

In den letzten Jahren haben wir erfolgreich Ansätze für die Isolierung und Charakterisierung von menschlichen Spermatogonien etabliert und konnten so die epigenetischen Veränderungen während der Keimzellentwicklung und in Kultur erforschen. Darüber hinaus haben wir die transkriptionellen Profile von Spermatogonienpopulationen auf Einzelzellniveau bestimmt. Diese Studien zeigten, dass Einzelzellansätze es ermöglichen, bisher unbekannte Eigenschaften von Spermatogonien zu entdecken, die im Zuge von Populationsanalysen verdeckt geblieben sind.