Mesenchym: Aufbau, Entwicklung und Klinik

Mesenchym besitzt eine besondere Vielseitigkeit, die nicht nur für die Embryonalentwicklung von entscheidender Bedeutung, sondern auch ein Schlüsselthema in der regenerativen Medizin und Gewebereparatur ist. In diesem Artikel werden die Eigenschaften, Funktionen und die Bedeutung des Mesenchyms sowohl in der Entwicklung als auch in der modernen Medizin untersucht.

Mesenchym – Definition

Mesenchym ist eine Art von embryonalem Bindegewebe, das aus undifferenzierten, mesenchymalen Stammzellen besteht. Es dient als Vorläufergewebe für die Entwicklung verschiedener Strukturen des Körpers, darunter Knochen, Knorpel, Muskeln und das Bindegewebe.

Mesenchym – Entwicklung

Nach der Befruchtung der Eizelle entwickelt sich das Embryo zur Blastozyste, die schon aus zwei verschiedenen Zelltypen entsteht: Dem Trophoblasten, der die äußere Hülle bildet und dem Embryoblasten, der das Innere ausfüllt. Aus den Embryoblasten geht eine erste zweiblättrige Keimscheibe hervor, die aus den unteren Epiblasten und den darüberliegenden Hypoblasten besteht. Die Epiblasten differenzieren sich zu den Zellen einer dreiblättrigen Keimscheibe, deren Blätter das Endoderm, Ektoderm und Mesoderm umfassen. Letztendlich befindet sich das Mesenchym als embryonales Bindegewebe in dem Mesoderm.

Weiterhin ist Mesenchym Ursprung für verschiedene Gewebe und Zelltypen, einschließlich Knochen, Knorpel, Fettgewebe, Muskelgewebe, Bindegewebe und Blutgefäße.

Mesenchym – Aufbau

Die Mesenchymzellen bilden mit ihren Zellausläufern untereinander über Gap Junctions ein dichtes Netz. Der Raum zwischen den Zellen ist die Matrix und ist mit einer gallertigen Substanz gefüllt, die vor allem viel Hyaluronsäure beinhaltet. Hyaluronsäure bildet mit Proteinen wasserbindende Aggregate und sorgt so für die gallertige Eigenschaft. In diesem embryonalen Bindegewebe befinden sich noch wenige Kollagenfasern.

Mesenchymale Stammzellen finden sich auch noch in gewisser Anzahl in verschiedenen adulten (erwachsenen) Geweben. So hat zum Beispiel der Knochen eine herausragende Fähigkeit zur Regeneration, da dort viele dieser Stammzellen vorhanden sind. Auch in Fettzellen, in der Synovialmembran des Glenkknorpels oder im Skelettmuskel sind sie zu finden. Stammzellen können sich zu den spezialisierten Zellen dieser Gewebe differenzieren und so zur Regeneration beitragen.

Mesenchym – Klinik

Das Mesenchym ist von klinischer Relevanz, da es als embryonales Bindegewebe die Grundlage für die Entwicklung von Knochen, Knorpel und Blutgefäßen bildet, was für die Heilung und Regeneration dieser Gewebe von entscheidender Bedeutung ist. Außerdem spielt das Mesenchym eine wichtige Rolle in der Stammzellforschung, da mesenchymale Stammzellen aufgrund ihrer multipotenten Eigenschaften in der regenerativen Medizin und bei der Behandlung verschiedener degenerativer Erkrankungen verwendet werden könnten.

Stammzellforschung

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) agieren als zelluläre Modulatoren, die eine regenerative Mikroumgebung bei Verletzungen schaffen. MSCs, die perivaskulär zu finden sind, werden bei Verletzungen aktiviert, setzen bioaktive Moleküle frei und regulieren Immunantworten. Dadurch fungieren sie als lokale “Apotheken”, die die Gewebereparatur und -regeneration unterstützen.

Ein Ziel in der Stammzellforschung ist es, Gewebe die im Körper nicht so leicht regenerieren, wie beispielsweise Gelenkknorpel, zu verstehen und mögliche Behandlungen herauszuarbeiten.

Epithial-mesenchymale Transition

Manche Tumorzellen, die sich von Epithelzellen ableiten lassen, kehren zu einem mesenchymalen Charakter zurück. Diese Veränderung in ihrem Verhalten nennt man dann epithelial-mesenchymale Transition (EMT). Ein entscheidender Unterschied von Mesenchymzellen zu Epithelzellen ist, dass ihnen die Vielzahl an Zellkontakten fehlt. So können sich diese Tumorzelle leichter von ihrem Gewebe ablösen und über das Blut oder die Lymphe in andere Gewebe ablagern. Dann entstehen in diesen Organen Metastasen. Ein weiterer Faktor ist, dass sie mit ihrem stammzellähnlichen Charakter sich auch leichter im fremden Gewebe absetzten können und nicht unbedingt abgestoßen werden.

Mesenchymaler Tumor

Typischerweise sind Sarkome seltene, aber bösartige, maligne Tumore des Mesenchyms. Generell ist ihr Auftreten in allen Geweben mit Mesenchym vorstellbar. Bei Erwachsenen sind sie selten, bei Kindern machen sie dennoch 15 Prozent der bösartigen Tumore aus.

Der häufigste maligne Weichteiltumor des Kindesalters ist das Rhabdomyosarkom. Betroffen ist hierbei das Mesenchym der Skelettmuskulatur und betrifft oft den Kopf– und Halsbereich.

Zu den benignen, also gutartigen Knochentumoren, zählen auch einige mesenchymalen Ursprungs, so auch die fibröse Dysplasie. Sie wird auch Morbus Jaffé-Lichtenstein genannt und bezeichnet einen Austausch von Knochengewebe gegen fibröses, bindegewebiges Material. Dabei ist häufig nur ein Knochen betroffen, es können aber auch in selteneren Fällen mehrere verschiedene Knochen darunter leiden. Im Verlauf kann es zu Schmerzen oder sogar Frakturen der befallenen Knochen kommen. Durch die mutierten Mesenchymzellen, die eigentlich Teil der Regeneration des Gewebes sind, kann die Frakturheilung unter Umständen nicht korrekt ablaufen und die Brüche treten an der gleichen Stelle rezidivierend, also wiederholt auf.