Vitamin C beeinflusst die Genaktivität in Stammzellen

Eine Studie an Mausstammzellen zeigt, dass Vitamin C eine Rolle in ihrer Gesundheit spielen kann, indem es das Ein- und Ausschalten von Genen beeinflusst. Die Forscher vermuten, dass dies einen wichtigen Einfluss auf die Entwicklung von Mäusen, Menschen und anderen Tieren haben könnte und mehr über die zugrunde liegenden Mechanismen zu erfahren, könnte unser Verständnis von In-vitro-Fertilisation, Krebs und adulten Stammzellen verbessern.
Der leitende Autor und Stammzellenforscher Miguel Ramalho-Santos von der University of California San Francisco (UCSF) und seine Kollegen schreiben in einer Online-Ausgabe vom 30. Juni über ihre Ergebnisse Natur. In Zellen sind nicht immer alle Gene aktiv. Es gibt ein reguliertes Genexpressionsmuster, das Gene ein- und ausschaltet. Dies wird im Epigenom festgehalten, dem Satz von Anweisungen, die mit DNA darüber weitergegeben werden, wie die DNA zu kontrollieren ist.
Einer der Mechanismen, die das Epigenom zur Regulierung der Genexpression nutzt, ist die DNA-Methylierung. Bei der DNA-Methylierung fügt das Epigenom eine Methylgruppe an einem ausgewählten Punkt im Genom hinzu, um bestimmte Gene daran zu hindern, exprimiert zu werden.
Was Ramalho-Santos und seine Kollegen herausgefunden haben, ist, dass Vitamin C eine entscheidende Rolle dabei spielt, die Bremsen zu lösen, die bestimmte Gene davon abhalten, in Embryonen in Stammzellen exprimiert zu werden, sobald die Spermien mit dem Ei verschmolzen sind.
Das Team stieß auf das Ergebnis, als es verschiedene Arten von Nährstoffen für das Wachstum von embryonalen Mausstammzellen im Labor verglichen hat.
In einer Erklärung erklärt Ramalho-Santos, dass sie nicht auf die Suche nach dem gefunden haben, was sie herausgefunden haben: "Wir sind auf dieses Ergebnis gestoßen", fügt er hinzu.
Er und seine Kollegen wollten herausfinden, wie verschiedene Inhaltsstoffe im Wachstumsmedium die Genaktivität in den Stammzellen beeinflussen. Sie fanden heraus, dass das Hinzufügen von Vitamin C die Enzymaktivität erhöhte, die die Bremsen freisetzt, die normalerweise bestimmte Genexpressionen zurückhalten.

Vitamin C wirkt auf Tet-Enzyme, um die DNA-Methylierung zu beeinflussen

Ramalho-Santos und Kollegen entdeckten, dass Vitamin C eine Gruppe von Enzymen namens "Tet" unterstützt, die während der frühen Entwicklung, kurz nach der Befruchtung, aktiv sind.

Tet wirkt auf eine große Anzahl von Methylgruppen, die entlang der DNA positioniert sind, wodurch bestimmte Gene daran gehindert werden, exprimiert zu werden. Wenn Tet kommt, werden die Gene nach Bedarf eingeschaltet.
Das Team fand heraus, dass Tet-Enzyme Vitamin C für optimale Aktivität benötigen. In den kultivierten Zellen führte die Zugabe von Vitamin C zu dem Nährmedium dazu, dass die Genaktivität dem Muster, das in den frühen Stadien der Mausembryonenentwicklung auftritt, genauer folgt.

Mögliche Anwendungen für Vitamin C bei IVF, Krebs, Stammzellgesundheit

Ramalho-Santos sagt, weitere Studien sollten jetzt untersuchen, wie diese Entdeckung klinische Anwendungen haben könnte. Zum Beispiel könnten sie prüfen, ob die Zugabe von Vitamin C zu dem Kulturmedium, das derzeit bei IVF verwendet wird, die Ergebnisse verbessert, und auch, ob Vitamin C bei bestimmten Krebsarten, die durch fehlerhafte DNA-Methylierung verursacht werden, eine Wirkung haben kann.
Stammzellforscher könnten auch anfangen, Vitamin C zu verwenden, um gesündere Stammzellen zu wachsen, fügt er hinzu.
Eine Studie veröffentlicht in Natur im Jahr 2011 schlägt Tet eine wichtige Rolle bei der Reprogrammierung von Stammzellen.
Ein weiterer Bereich, der untersucht werden muss, ist, ob Vitamin C die Gesundheit von Stammzellen in adulten Geweben erhält. Neuere Studien haben gezeigt, dass Tet-Enzyme auch in adulten Geweben, nicht nur in der Embryonalentwicklung, aktiv sind.
"... wir erwarten, dass Vitamin C auch die Tet-Funktion bei Erwachsenen reguliert", sagt Ramalho-Santos.
Das Team plant nun, die Wirkung von Vitamin C auf Tet bei lebenden Mäusen weiter zu untersuchen.
Mittel aus den National Institutes of Health, dem California Institute of Regenerative Medicine und den Canadian Institutes of Health Research trugen zur Finanzierung der Studie bei.
Geschrieben von Catharine Paddock