Erste Stammzellen aus einem Klon-Embryo

Eigentlich galt das therapeutische Klonen fast schon als überholt. Denn der entscheidende Schritt, das Erzeugen maßgeschneiderter embryonaler Stammzellen, klappte beim Menschen nicht. Jetzt ist genau dies einen US-Forscherteam gelungen: Zum ersten Mal entwickelte sich aus dem in eine Eizellhülle verpflanzten Erbgut einer erwachsenen Körperzelle ein Embryo, der lange genug am Leben blieb, um die begehrten Alleskönner unter den Zellen zu erzeugen. Und das zudem mit hoher Erfolgsquote, wie die Forscher im Fachmagzin „Cell“ berichten. Dies könnte eine Rennaissance des therapeutischen Klonens einläuten.

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Lange Zeit ruhte die Hoffnung von Medizinern und Biowissenschaftlern auf dem therapeutischen Klonen, denn es eröffnet die Möglichkeit, gezielt embryonale Stammzellen zu züchten, die dazu noch für jeden Patienten maßgeschneidert werden können. Diese Zellen sind prinzipiell in der Lage, sich in jedes beliebige Gewebe verwandeln. Sie gelten daher als Hoffnungsträger für die Behandlung einer ganzen Reihe von bisher unheilbaren Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer, Herzkrankheiten oder Rückenmarksverletzungen.

Tod noch vor dem Stammzellstadium

Dass diese Form des Klonens prinzipiell möglich ist, haben bereits viele Studien an verschiedenen Tierarten gezeigt. Grundsätzlich verläuft die Methode immer gleich: Man entfernt den Zellkern einer Eizelle, ersetzt ihn durch den Kern einer bereits spezialisierten Körperzelle, meist einer Hautzelle, und regt die Eizelle anschließend dazu an, sich zu teilen. Auf diese Weise bildet sich ein Embryo, dessen Erbgut eine nahezu exakte Kopie des Körperzellen-Spenders ist und aus dem sich entsprechend genau passende embryonale Stammzellen gewinnen lassen. Allerdings scheiterten bisher nahezu alle Versuche, diese Technik auch bei menschlichen Eizellen anzuwenden. Die Embryos starben noch vor dem entscheidenden Stadium ab.

Da das therapeutische Klonen zudem ethisch umstritten ist, ließ das Interesse daran in den vergangenen Jahren stark nach. Stattdessen konzentrierten sich viele Forsher darauf, erwachsenen Körperzellen durch bestimmte „Tricks“ wieder in den undifferenzierten Jugendzustand zurückzuversetzen. Diese induzierten Stammzellen könne ebenfalls verschiedene Gewebetypen hervorbringen und benörtigen für ihre Herstellung keine Eizellen oder Embryonen.

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Wachstumsfaktoren, Stromstöße und Koffein

Doch jetzt ist Shoukhrat Mitalipov von der Oregon Health and Science University in Portland und seinen Kollegen ein Durchbruch gelungen: Sie haben zum ersten Mal aus einer erwachsenen menschlichen Körperzelle und einer leeren Eizelle embryonale Stammzellen erzeugt. Dafür schleusten sie nicht den Kern einer Hautzelle in die leere Eizelle ein, sondern gleich die gesamte Zelle. Diese verschmolz anschließend mit der Eizelle. Um die neu entstandene Zelle zu aktivieren und zu weiteren Zeilungen zu animieren, erhielt sie einen Cocktail an Wachstumsfaktoren und zusätzlich leichte Stromstöße.

Und auch eine große Hürde bisheriger Ansätze konnten die Forscher umgehen: Bisher stellten die zum Teilen angeregten Zellen kurz nach dem Kernaustausch einfach wieder ihr Wachstum ein. Das verhinderten Mitalipov und seine Kollegen,

indem sie die Zellen gezielt in einem bestimmten Stadium hielten, der sogenannten Metaphase – unter anderem durch Zugabe von Koffein. In dieser Phase ordnet sich das gesamte Erbgut in einer spindelartigen Struktur in der Mitte der Zelle an.

Auf diese Weise erzeugten die Forscher nicht nur die begehrten maßgeschneiderten embryonalen Stammzellen – ihre Technik ist auch weit effizienter, als man jemals für möglich gehalten hatte. So benötigten sie für einen gelungenen Versuch nur zwei gespendete Eizellen, und nicht mehrere hundert, wie bei bisherigen Ansätzen häufig nötig. Zugute kam den Wissenschaftlern nach eigener Aussage dabei, dass sie bereits langjährige Erfahrung beim Klonen von Affen besaßen – Tieren, die sehr viel enger mit dem Menschen verwandt sind als Mäuse oder Ratten.

Reproduktives Klonen nicht möglich?

Die neu erzeugten Stammzellen unterschieden sich genetisch und biochemisch praktisch nicht von solchen, die aus normalen, nicht geklonten Embryonen stammen, wie die Forscher berichten. Das therapeutische Klonen sei daher durchaus noch eine Option, betont Mitalipov. In gewisser Hinsicht scheine es induzierten Stammzellen sogar überlegen zu sein, denn diese wiesen sehr viel mehr Anomalien und Probleme auf als die jetzt gewonnenen embryonalen Stammzellen.

Auch ethische Bedenken hält Mitalipov für nicht gerechtfertigt: Er ist fest davon überzeugt, dass die durch die neue Technik erzeugten Embryonen nicht lebensfähig sind. Ein Missbrauch zum reproduktiven Klonen sei daher nicht möglich. Zwar wurde das noch nicht beim Menschen getestet, in den langjährigen Affenversuchen habe aber nicht ein einziger Embryo die frühen Entwicklungsstadien überlebt oder sei gar zu einem lebenden Tier herangewachsen, so der Forscher. Offenbar sei die Methode also für das therapeutische, nicht jedoch für das reproduktive Klonen geeignet. (Cell, 2013; doi: 10.1016/j.cell.2013.05.006)

(Cell Press, 16.05.2013 – ILB)