Embryonale Stammzellen galten bisher als einzigartig in ihrer Fähigkeit, alle Zell- und Gewebetypen bilden und damit auch ersetzen zu können. Jetzt ist es Forschern erstmals gelungen, Stammzellen aus Hautzellen von Mäusen zu produzieren, die in ihren Eigenschaften mit embryonalen Stammzellen identisch sind. Damit wäre zukünftig die Erzeugung solcher Zellen ohne den umstrittenen „Verbrauch“ von Embryonen möglich.
Wie die Fachzeitschrift „Nature“ berichtet, haben unabhängig voneinander gleich drei Forschergruppen die Reprogrammierung von Hautzellen mithilfe des gleichen Verfahrens erreicht. Dabei wurden vier spezielle Gene, so genannte Transkriptionsfaktoren, in Hautzellen der Maus durch Einschleusen von künstlichen Viren aktiviert. Diese Gene steuern ein ganzes Netzwerk weiterer Gene und sind für das Ablesen und Kopieren der genetischen Informationen wichtig. Alle Gene sind im Embryonalstadium eines Organismus aktiv, zwei davon aber stellen ihre Arbeit ein, sobald der Embryo eine bestimmte Zellzahl, das Stadium der Blastozyste, erreicht hat. Gerade sie aber sind für die Pluripotenz einer Zelle und damit für ihre Fähigkeit, sich in alle Zelltypen zu differenzieren entscheidend.
Ununterscheidbar von embryonalen Stammzellen
Durch das neue Verfahren konnten die Forscher diese Gene auch in erwachsenen Zellen wieder aktivieren und damit eine Voraussetzung für die Pluripotenz der solcherart reprogrammierten Zellen schaffen. Allerdings funktionierte diese Methode nur bei einigen wenigen aller getesteten Zellen. „Wir haben mit Zehntausenden von Zellen gearbeitet und mussten eine Methode entwickeln, um herauszufinden, bei welchen davon die Reprogrammierung funktioniert hat“, erklärt Marius Wernig vom Whitehead Institute. „Im Durchschnitt funktioniert es nur in einer von rund tausend Zellen.“
Diese wenigen Zellen jedoch sind dann genauso pluripotent wie embryonale Stammzellen. „Diese reprogrammierten Zellen sind nach allen prüfbaren Kriterien, von embryonalen Stammzellen ununterscheidbar“, erklärt Rudolf Jaenisch, Hauptautor der Studie des Whitehead Institute. Die reprogrammierten Hautzellen können nicht nur jede Art von Gewebe erzeugen und an folgende Generationen weitergegeben werden, aus ihnen könnte theoretisch auch ein kompletter Organismus gezüchtet werden. „Die Weitergabe über die Keimbahn ist der endgültige Beweis, dass diese Zellen alles können, was auch eine traditionell produzierte embryonale Stammzelle kann“, so der Forscher.
Anwendung für menschliche Stammzellen noch fraglich
Während die neuen Publikationen für enormes Aufsehen unter den Stammzellforschern sorgten, warnen die an den Studien beteiligten Wissenschaftler davor, vorschnell Hoffnungen zu wecken. Die Versuche seien allesamt nur an Mäusen und Mäusezellen durchgeführt worden, niemand wisse bisher jedoch, ob dieses Verfahren überhaupt auf menschliche Zellen übertragbar sei.
“Man kann die Uhr von erwachsenen zu embryonalen Zellen zurückstellen“, erklärt Konrad Hochedlinger vom Harvard Stem Cell Institute. „Aber die Grenzen bestehen darin, dass wir nicht wissen, ob die Reprogrammierung auch beim Menschen funktioniert und wenn es funktioniert, ob es durch die gleichen Faktoren ausgelöst wird. Ein Erfolg beim Menschen wird sehr viel schwieriger zu erreichen sein als bei Mäusen.“
Auch befruchtete Eizellen als Empfängerzellen
Gleichzeitig hat ein weiterer Forscher des Harvard Stem Cell Institute, Kevin Eggan, ein lange bestehendes Dogma der Entwicklungsbiologie widerlegt, nachdem beim therapeutischen Klonen nur unbefruchtete Eizellen als Empfänger für die Spenderzellkerne in Frage kommen. Dieser so genannte „somatische Zelltransfer“ ist die wichtigste Methode, um zukünftig möglicherweise einmal „maßgeschneiderte“ Zellen oder Gewebe für individuelle Patienten zu erzeugen. „Jetzt können wir in einer Woche so viele Experimente durchführen wie sonst nicht einmal in einem Jahr“, erklärt Eggan.
Doch auch für diese Methode gilt: Eine Übertragbarkeit auf menschliche Zellen ist bisher weder getestet noch notwendigerweise wahrscheinlich. Dennoch sind die Forscher optimistisch: „Wir glauben, dass es eines Tages auch bei menschlichen Zellen funktioniert“, erklärt Wernig. „Wir müssen nur neue Strategien finden, um dieses Ziel zu erreichen. Jetzt allerdings wäre es voreilig und unverantwortlich zu behaupten, dass wir zukünftig keine Embryonen oder Eizellen für die Stammzelleforschung brauchen.“
(Whitehead Institute, Harvard Stem Cell Institute, 11.06.2007 – NPO)
