Süddeutsche Zeitung

Stammzellforschung:Stammzellen ohne Konfliktpotential

Durchbruch in der Stammzellforschung: Erstmals haben Forscher Körperzellen von erwachsenen Menschen in vielseitige Stammzellen verwandelt.

Hanno Charisius

Die Stammzellforschung hat drei neue Superhelden. Sie heißen Shinya Yamanaka, Oct3/4 und Sox2. Der erste ist ein japanischer Mediziner, der sich soeben mit einem wissenschaftlichen Durchbruch in die Geschichtsbücher eingetragen hat.

Die beiden anderen Helden sind seine Gehilfen. Es sind zwei Gene, mit deren Hilfe Yamanaka menschlichen Hautzellen die Fähigkeit gibt, sich in nahezu jedes beliebige Gewebe des Körpers zu verwandeln. Das können sonst nur embryonale Stammzellen. Yamanakas Verfahren kommt ohne Eizellen und ohne die Zerstörung ungeborenen Lebens aus. In der aktuellen Ausgabe des Journals Cell vom Dienstag berichten er und seine Mitarbeiter von der Universität Kyoto über ihren Erfolg.

Seit etwa anderthalb Jahren lieferten sich Stammzellforscher auf der ganzen Welt ein Wettrennen zu diesem Punkt. Den Startschuss gab seinerzeit eine Veröffentlichung Yamanakas zusammen mit seinem Kollegen Kazutoshi Takahashi (Cell, Bd. 126, S. 663, 2006).

Dort beschrieben sie, wie man aus Hautzellen von Mäusen embryonale Stammzellen macht - ohne dafür Klonembryonen herstellen und töten zu müssen. Nach einem handwerklich recht einfachen Rezept erzeugten sie wandlungsfähige Zellen, die in Zukunft als Ersatzgewebe Leiden wie Parkinson, Diabetes oder Organschäden beheben könnten.

Sie hatten nur vier Gene, darunter die genannten Oct und Sox, in die Mauszellen eingeschleust und aktiviert. Das genügte, um sie in eine Art Urzustand zurückzuversetzen, von dem aus sie sich in allerlei Körpergewebe verwandeln können. Die Wissenschaftler sprechen dabei von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS). Seit 18 Monaten versuchten Forscher, dieses Mäuse-Experiment auch mit menschlichen Zellen zu schaffen.

Ein Durchbruch wie Dolly

Zeitgleich mit Yamanakas Arbeitsgruppe erreichte ein Team aus dem Labor des Stammzellpioniers James Thomson von der University of Wisconsin das Ziel. Aufgeschreckt durch eine Pressemitteilung zog die Redaktion des Fachmagazins Science am Dienstag einen für Dezember geplanten Bericht vor und veröffentlichte Thomsons Erfolg als Expressausgabe im Internet.

Auch der amerikanischen Arbeitsgruppe gelang die gentechnische Reprogrammierung von Hautzellen. Auch sie benutzten dafür die beiden Gene Oct und Sox, die in der frühen Embryonalentwicklung wichtige Rollen spielen, sowie zwei weitere Erbgutstücke.

Der deutsche Stammzellforscher Hans Schöler, Direktor am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster und selten zu Übertreibungen neigend, lobt die Forschungsergebnisse als "Sensation".

In einem Pressekommuniqué, das er vor Antritt einer mehrtägigen Dienstreise am Montag in Kenntnis des Yamanaka-Berichts verfasst hatte, schreibt er: "Sollten sich die Ergebnisse des Teams bestätigen, wäre das ein echter Durchbruch - sowohl für die Stammzellforschung als auch für andere Gebiete der Medizin." Gleichzeitig macht er unisono mit den beiden Forscherteams und anderen Experten klar, dass aber noch nicht mit Stammzelltherapien zu rechnen sei.

Viren als Transportvehikel

Bereits die japanischen Experimente mit Mauszellen hatte Schöler als so fundamental für die Forschung bezeichnet, wie es zuvor die Geburt des Klonschafs Dolly im Sommer 1996 gewesen sei. Zum ersten Mal könne es nun möglich werden, "patienteneigene und krankheitsspezifische Zellen" zu züchten, sagt Schöler.

Diese Zell-Linien sollen helfen, Krankheitsmechanismen in der Kulturschale zu untersuchen und neue Medikamente zu entwickeln. Dollys wissenschaftlicher Vater, der britische Klonpionier Ian Wilmut, hatte bereits am vergangenen Wochenende erklärt, zukünftig auf das Klonen zu verzichten und stattdessen die Technik der chemischen Reprogrammierung in seinem Labor voranzubringen.

Bevor es maßgeschneiderte Zelltherapien gebe, müssten jedoch noch zahlreiche Probleme gelöst werden, sagt der Stammzellforscher James Adjaye vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin. Das Zurückstellen der biologischen Uhr der Zellen auf ein embryonales Stadium geht nur mit einem massiven Eingriff ins Erbgut.

Dabei benutzen sie Viren als Transportvehikel für den Gentransfer. Danach nehmen die Zellen das Aussehen von embryonalen Stammzellen an und verhalten sich in Kontrollexperimenten auch so. Nur noch in wenigen molekularen Details unterscheiden sie sich von ihren aus Embryonen gewonnenen Verwandten.

Bevor diese Zellen als Heilverfahren in Erwägung gezogen werden könnten, müssten Wege gefunden werden, um die zusätzlichen Gene und die Virenschleusen zu ersetzen, sagt Adjaye. Speziell die verwendeten Viren bergen das Risiko Krebs auszulösen, was Yamanakas Mausstudien auch bestätigt haben. Derart präparierte Zellen seien keine "Option für die Klinik", sagt Adjaye, der sich ebenfalls mit der genetischen Verjüngung von Zellen beschäftigt.

Die wesentlichen Unterschiede der beiden am Dienstag vorgelegten Arbeiten liegen in zwei der jeweils vier verwendeten Gene für die biologische Reprogrammierung. Die Amerikaner schleusten weniger riskantes Genmaterial ein, allerdings in Hautzellen von Neugeborenen. Die Japaner schafften es mit Gewebe von Erwachsenen, allerdings indem sie "härteres" Genmaterial in die Zellen einbrachten. Dass es nun zwei verschiedene Rezepte gebe, könne die Erforschung der biologischen Mechanismen hinter der Reprogrammierung erleichtern, hofft Shinya Yamanaka.

Bösartige Wucherungen

Neben diesen molekularen Details sei auch noch unklar, ob sich diese pluripotenten Zellen auch wieder fehlerfrei in Körperzellen, sei es nun im Herzmuskel, in der Bauchspeicheldrüse, in der Haut oder im Gehirn verwandeln lassen, sagt Stammzellenforscher Wolfram-Hubertus Zimmermann vom Universitätsklinikum Hamburg.

Er untersucht, was nötig ist, damit sich embryonale Stammzellen in Herzzellen verwandeln. Wenn dabei nur eine einzige Stammzelle unter Tausenden nicht die Umwandlung vollständig durchläuft, sondern ihre Pluripotenz behält, kann es zu krebsartigen Wucherungen kommen. Das müsse in jedem Fall ausgeschlossen werden.

Trotz des Erfolgs im Labor sei Forschung an Stammzellen aus Embryonen, weiterhin notwendig, darin sind sich alle Forscher einig. "Ohne embryonale Zellen kommen wir nicht weiter", sagt Zimmermann. "Wir brauchen sie noch einige Jahre als Vergleichsmaßstab für die iPS-Zellen."

Nur so ließe sich klären, "ob die induzierten Stammzellen tatsächlich in allen Eigenschaften das Potential von ,richtigen' embryonalen Stammzellen haben", sagt Hans Schöler. Er wünscht sich, dass deutsche Forscher mit den aktuell besten Zellen arbeiten können.

Doch das werde durch die Stichtagsregelung im aktuellen deutschen Stammzellgesetz verhindert. Wolfram-Hubertus Zimmermann sagt, es sei an der Zeit, dass auch die Politik in Deutschland erkennt, dass diese jüngsten, ethisch einwandfreien Erfolge ohne die Arbeit mit Embryonen niemals möglich gewesen wären.

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Quelle:
SZ vom 21.11.2007
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