Forscher finden mögliche Alternative zu embryonalen Stammzellen

22.11.2007

(dpa) Wissenschaftler aus Japan und den USA haben menschliche Hautzellen zu einer Art embryonaler Stammzellen zurückprogrammiert. Damit haben sie möglicherweise einen Weg gefunden, die in der Medizin so begehrten, aber ethisch umstrittenen embryonalen Stammzellen zu ersetzen. Mit Hilfe von vier Genen bekamen die Zellen die wichtigsten Eigenschaften embryonaler Stammzellen zurück. Der deutsche Stammzellforscher Professor Hans Schöler aus Münster sprach von einer «Sensation». Ersten Versuchen zufolge lassen sich die neuprogrammierten Zellen im Labor problemlos zu Herz- oder Nervenzellen weiterentwickeln. Zwei Forscherteams stellen ihre Arbeiten zeitgleich in den Fachjournalen «Cell» und «Science» vor.

«Die jüngsten Forschungsergebnisse aus dem Labor des Stammzellforschers Shinya Yamanaka von der Kyoto University in Japan sind eine Sensation», urteilte Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in einer Stellungnahme. Dem Team sei es erstmals gelungen, ausgereifte menschliche Bindegewebszellen mit nur vier Genen so umzuprogrammieren, dass sie sich wie embryonale Stammzellen verhalten und wie diese jeden der mehr als 200 Zelltypen des Körpers bilden können. «Sollten sich die Ergebnisse des Teams bestätigen, wäre das ein echter Durchbruch sowohl für die Stammzellforschung als auch für andere Gebiete der Medizin.»

Embryonale Stammzellen können sich unendlich teilen und in jedes spezialisierte Gewebe des Körpers entwickeln. Experten bezeichnen die Zellen als pluripotent. In der Medizin möchte man diese Eigenschaft nutzen, um kranke Zellen oder Gewebe zu ersetzen, etwa das zerstörte Rückenmark bei Querschnittgelähmten oder die insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse bei Typ-1-Diabetikern. Da der Embryo zur Gewinnung von Stammzellen zerstört werden muss, ist ihre Anwendung allerdings umstritten. Die Forschung an den Zellen ist in Deutschland nur unter strengen Auflagen erlaubt.

Ein Ausweg aus dem Konflikt bestünde darin, Körperzellen Erwachsener so umzuprogrammieren, dass sie wieder die Eigenschaften embryonaler Stammzellen annehmen. Und genau dies scheint nun gelungen zu sein. Yamanaka und Kollegen hatten früher bereits Zellen aus den Schwänzen von Labormäusen in den embryonalen Zustand zurückprogrammiert. Dazu nutzten sie vier sogenannte Transkriptionsfaktoren, die Gene Oct3/4, Sox2, Klf4 und c-Myc. Dieselben Gene schleusten die Forschern nun in Hautzellen einer 36- jährigen Frau und in Bindegewebszellen eines 69-jährigen Mannes ein - und versetzten diese Zellen damit ebenfalls in einen embryonalen Zustand zurück.

Die so umgewandelten Hautzellen unterschieden sich hinsichtlich ihres Aussehens und ihrer Wachstumseigenschaften nicht von gewöhnlichen Stammzellen, schreiben die Wissenschaftler. Die Aktivität aller Gene darin sei ähnlich, wenn auch nicht identisch. Im Labor entwickelten sich die Zellen zu Vertretern aller drei Keimblätter weiter - jenen Anlagen, aus denen während der Embryonalentwicklung letztlich alle Gewebe und Organe hervorgehen. Außerdem ließen sie sich kontrolliert in andere Zelltypen verwandeln. Durch die Zugabe bestimmter Stoffe begannen sie zum Beispiel in der Kulturschale rhythmisch zu zucken - sie hatten sich zu Herzmuskelzellen entwickelt.

Von einem ganz ähnlichen Erfolg berichtet ein US-Team von der Universität von Wisconsin-Madison in «Science». Sie nutzten die Gene Oct3/4, Sox2, Nanog und Lin28. Mit diesen vier Faktoren gelang es ihnen unter anderem, Zellen aus der Vorhaut eines neugeborenen Jungen in den embryonalen Zustand zurückzuversetzen. Ein Vergleich beider Techniken könne Forschern neue Einsichten darin geben, wie sich die Uhr der Entwicklung zurückdrehen lasse, meint «Science» in einem begleitenden Kommentar.

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