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AUS DEM SPIEGEL
Ausgabe 35/2009

Medizin: Großmarkt der Zellen

Von

An Querschnittgelähmten sollen in den USA demnächst die ersten Versuche mit embryonalen Stammzellen beginnen. Schon konkurrieren US-Biotech-Start-ups um die besten Verfahren zur Herstellung spezialisierter Zelllinien. Kann die Technik die hochgesteckten Erwartungen erfüllen?

Embryonale Stammzellen: Wie Zauberwichtel einer neuen Medizin Fotos
University of California, L.A.

Wäre es nicht großartig, man könnte in einer Art Ersatzteillager des Lebens stöbern wie im Ikea-Katalog? Hier ein paar Gramm Gewebe für die kränkelnde Leber; dort eine Großpackung insulinproduzierende Inselzellen; und, derzeit besonders günstig: Zellen, um das gebrochene Rückgrat zu richten?

"Eine Injektion reicht - das ist die Macht dieser Therapie", sagt Thomas Okarma, Chef der US-Biotech-Firma Geron. Das Unternehmen aus dem kalifornischen Menlo Park ist der Vision vom Großmarkt für Zellen so nah wie kein anderes. Mehreren Querschnittgelähmten wollen Okarma und seine Kollegen bald eine Zellsud-Spritze aus dem Labor setzen, und zwar just an jener Stelle, an der das Rückenmark der Patienten zerbarst. Dann soll wieder zusammenwachsen, was einst verbunden war (siehe Grafik in der Fotostrecke).

Der spektakuläre Geron-Versuch ist die erste klinische Studie weltweit, bei der Patienten mit Zellen behandelt werden sollen, die aus menschlichen embryonalen Stammzellen gezüchtet wurden. Die Auflagen für das Experiment sind beträchtlich: 21.000 Seiten umfasste der Antrag, den Geron im vergangenen Jahr bei der USamerikanischen Food and Drug Administration (FDA) einreichte. Und selbst das reichte der Behörde noch nicht: Erst vergangene Woche wurde bekannt, dass die Firma weitere Unterlagen an die Behörde geschickt hat, um letzte Fragen zur Dosierung der Zellen zu klären.

"Diese Studie weist den Weg für den ganzen Forschungszweig"

Prompt knickte der Aktienkurs von Geron ein - ein Beleg für die Nervosität, mit der die Welt die heikle Zulassungsprozedur verfolgt. "Diese Studie weist den Weg für den ganzen Forschungszweig", sagt Hans Keirstead von der University of California in Irvine. Der Kanadier hat die Grundlagen für die innovative Therapie gelegt. Und er weiß: Das Geron-Experiment ist die Nagelprobe für die ganze Zunft. Scheitern die kalifornischen Labortüftler - etwa wenn einer der Patienten durch die Therapie erkrankt oder gar stirbt -, stürzen die Hoffnungen von Zigtausenden in sich zusammen. Ist der Ansatz hingegen erfolgreich, bricht ein neues Kapitel der Medizin an.

Seit Jahren schon kündigen die Forscher an, Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder Diabetes heilen zu wollen. Ist jetzt der Zeitpunkt gekommen, an dem sie die Prophezeiungen endlich einlösen können? "Die Forschung hat einen kritischen Punkt erreicht", sagt Alan Trounson vom California Institute for Regenerative Medicine, dem größten Geldgeber für Stammzellstudien weltweit.

Der Optimismus der Wissenschaftler speist sich aus den fast magisch anmutenden Eigenschaften der embryonalen Stammzellen. Wie die Zauberwichtel einer neuen Medizin können sie sich einerseits schier unendlich vermehren. Andererseits sind sie in der Lage, sich in alle Typen menschlicher Körperzellen zu verwandeln. Stammzellen sind der Ursprung der Blutzellen, die durch die Aorta pulsen, der Muskelzellen des Bizeps und der Nervenzellen, die im Gehirn die Erinnerung an den ersten Kuss speichern.

Diese Wandlungsfähigkeit der zellulären Alleskönner macht sie zum idealen Rohstoff für ein umfassendes Ersatzteillager des Körpers. Fast überall im Organismus, so die Hoffnung, könnten sie zerstörtes Gewebe reparieren.

"Die Forschung an Stammzellen könnte über die nächsten 20 Jahre eine 500-Milliarden-Dollar-Industrie hervorbringen", prophezeit Bernard Siegel, Chef des Genetics Policy Institute in Florida. Schon arbeitet der Pharmariese Pfizer mit dem britischen Zellbiologen Pete Coffey daran, Blinden ihr Augenlicht wiederzugeben. Der Forscher vom University College London hat aus embryonalen Stammzellen Netzhautzellen gezüchtet. Eine erste klinische Studie soll 2011 starten.

Neidische Blicke über den Atlantik

Deutsche Forscher blicken neidisch über den Atlantik, wo sich ein Stammzell-Startup nach dem anderen gründet. Im März erst liberalisierte US-Präsident Barack Obama den von seinem Amtsvorgänger stark eingeschränkten Forschungszweig.

Mehr Zellmaterial als je zuvor können US-amerikanische Forscher nun bald im Labor auf Heilung programmieren. Zugriff auf etwa 800 Stammzelllinien haben die US-Experten schon heute. Rund eine halbe Million Embryonen liegen zwischen Boston und San Diego auf Eis für die Forschung bereit.

La Jolla, Kalifornien: In den Laborräumen des Burnham Institute for Medical Research träufelt ein knallgelber Roboter immer neue Chemikalien in winzige Reaktionsgefäße mit Stammzellsuppe. Gut gerührt werden die Mixturen dann vollautomatisch mikroskopiert, um die Zellentwicklung zu überwachen.

Mehr als 200.000 Moleküle täglich kann der Roboter durchtesten. Das Ziel des Massen-Screening: Die Maschine soll jene Substanzen identifizieren, die embryonale Stammzellen in hochspezialisierte Herzmuskelzellen verwandeln. Wer die Geheimnisse dieser Metamorphose entschlüsselt, kann Ersatzzellen für jedes kranke Herz herstellen.

Der Biologe Mark Mercola, Herr über die famose Maschine, ist diesem Ziel bereits recht nahe. Er will künftig Infarktpatienten heilen, indem er ihnen aus Stammzellen herangereifte Herzmuskelzellen direkt ins Herz spritzt. Bei Mäusen hat der Trick schon funktioniert. "Nun geht es darum, genug Zellen für eine klinische Studie zu produzieren", sagt Mercola.

Denn Millionen hochspezialisierter Zellen sind nötig, um zerstörtes Gewebe im Körper zu ersetzen. Rezepturen für die Massenproduktion spezifisch zugeschnittener Zellen, von den Forschern Vorläuferzellen genannt, sind daher Gold wert.

Geron etwa hat neben den speziellen Zellen für die Behandlung Querschnittgelähmter, Kürzel GRNOPC1, auch jungfräuliche Leberzellen, Knorpelzellen zur Arthrose-Behandlung und Knochenzellen gegen Osteoporose entwickelt.

Bis zu zehn Milliarden motorische Nervenzellen pro Woche

Oder das Biotech-Start-up California Stem Cell (CSC): Bislang teilen sich nur zwölf Angestellte das kaum 200 Quadratmeter große Büro der Firma in Irvine. Die Hälfte des Raums nimmt ein provisorisch wirkendes Labor ein. Doch der Eindruck täuscht: CSC wird vermutlich das zweite Unternehmen weltweit sein, dessen Zellprodukte im Krankenhaus benutzt werden.

"Wir stellen bis zu zehn Milliarden motorische Nervenzellen pro Woche her", schwärmt Chris Airriess von CSC. Die Zellen steuern normalerweise die Muskulatur des Körpers. Bei degenerativen Krankheiten des Nervensystems wie Kinderlähmung oder der tödlichen amyotrophischen Lateralsklerose versagen sie den Dienst. Einen Milliardenmarkt verspricht sich Airriess, sollten die Ersatzzellen aus dem Labor tatsächlich Heilung bringen.

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
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1. ... es geht los
pappel 28.08.2009
Na endlich. Falls es klappt, Gratulation. Wenn nicht, bitte weiterforschen.
2. das Volk der Dichter und Denker...
RogerT 28.08.2009
Zitat von pappelNa endlich. Falls es klappt, Gratulation. Wenn nicht, bitte weiterforschen.
Stimmt. Und das Volk der Dichter und Denker schaut nur staunend zu...
3. Muskelwachstum
rothkop 28.08.2009
nicht auszudenken was sich im profisport damit für möglichkeiten ergeben könnten
4. Seriös
promedico 28.08.2009
Zitat von sysopAn Querschnittgelähmten sollen in den USA demnächst die ersten Versuche mit embryonalen Stammzellen beginnen. Schon konkurrieren US-Biotech-Start-ups um die besten Verfahren zur Herstellung spezialisierter Zelllinien. Kann die Technik die hochgesteckten Erwartungen erfüllen? http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,645081,00.html
Sprach der Arzt zum Patienten:"Wenn Sie eine Maus wären, könnten wir Ihnen sofort helfen....". Das Projekt wird von der FDA mit einer beispiellosen Akribie begleitet (und hoffentlich auch genehmigt). Insoweit ist es wohltuend, dass auch von seiten des Herstellers trotz Drucks vom Aktienmarkt offentlich nach "Safety first" gearbeitet wird - vor allem auf die ja tatsächlich auch im Tierversuch nicht selten beobachtete Ausdifferenzierung zu "Krebszellen". Eines bleibt zu hoffen angesichts der widerlichen Geschichte mit Reeve: dass die Medien in diesem Fall ihre Sensationsberichterstattung zurückfahren - auch hier!! Diese Phase-1-Studie kann nämlich eines ganz sicher nicht zeigen: zurückgewonnene Mobilität, denn hier geht es ausschließlich um die Sicherheit und- möglicherweise -eine langsame Dosisfindung - das dauert in jedem Fall Jahre.
5. die Politik greift ein
wilam 28.08.2009
in Deutschland. Mit hohem Anspruch, aber mit Graf Bobbys Verständnis. Man bringt immerhin eine Wirkung hervor, dochdoch, nämlich die, alles aufzuhalten. Aus der Moralphilosophie - von dem getutet, der im Trockenen sitzt - verdeutscht klingt es so: warum Regenschirme, kommt der Regen nicht von Gott?! So bricht man den Hochmut der Eierköpfe und führt die Kranken durch Leiden zur Demut.
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Stammzellen - die Multitalente
Embryonale Stammzellen (ES)
Sie gelten als die zellulären Alleskönner: Reift eine befruchtete Eizelle zu einer Blastozyste, einem kleinen Zellklumpen, heran, entsteht in deren Inneren eine Masse aus embryonalen Stammzellen. Die noch nicht differenzierten Stammzellen können sich zu jeder Zellart des menschlichen Körpers entwickeln. Voraussetzung ist, dass sie mit den richtigen Wachstumsfaktoren behandelt werden.
Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS)
Körperzellen einfach in Stammzellen umprogrammieren - das gelang Forschern durch das Einschleusen ganz bestimmter Steuerungsgene. Aus den dabei entstandenen maßgeschneiderten Stammzellen züchteten sie erfolgreich verschiedene Körperzellen. Diese Methode ist nicht nur elegant, sondern auch ethisch unbedenklich, da dabei kein Embryo hergestellt und zerstört wird. Allerdings birgt die Methode noch Risiken, weil für das Einschleusen der Gene Viren benötigt werden. Die Gene werden vom Virus verstreut im Genom eingebaut, wichtige Gene der Zelle können dabei beschädigt werden, die Zelle kann entarten. Es besteht Krebsgefahr. Zudem bauen auch die Viren ihr Erbgut ein. Forschern gelang jedoch mittlerweile die Reprogrammierung ohne Viren und mit anschließender Entfernung der Gene.
Proteininduzierte pluripotente Stammzellen (piPS)
Zellen reprogrammieren - nur durch Zugabe von Molekülen und ohne Veränderung des Erbgutes. Dies gelang Forschern erstmals im April 2009. Damit räumten sie potentielle Risiken aus, die das Einschleusen der Reprogrammiergene barg.
Keimbahn abgeleitete pluripotente Stammzellen (gPS)
Keimbahn-Stammzellen können normalerweise nur Spermien erzeugen. Aber man kann sie auch in pluripotente Stammzellen verwandeln. Diese "germline derived pluripotent stem cells" (gPS) bieten ein großes Potential, denn ihr Erbgut ist noch relativ unbeschädigt. Forschern gelang die Verwandlung an Hodenzellen von Mäusen - nur durch ganz bestimmte Zuchtbedingungen.
Adulte Stammzellen
Nicht nur Embryonen sind eine Quelle der Zellen, aus denen sich verschiedene Arten menschlichen Gewebes entwickeln können. In etwa 20 Organen inklusive der Muskeln, der Knochen, der Haut, der Plazenta und des Nervensystems haben Forscher adulte Stammzellen aufgespürt. Sie besitzen zwar nicht die volle Wandlungsfähigkeit der embryonalen Stammzellen, bereiten aber auch keine ethischen Probleme: Einem Erwachsenen werden die adulten Stammzellen einfach entnommen und in Zellkulturen durch Zugabe entsprechender Wachstumsfaktoren so umprogrammiert, dass sie zu den gewünschten Gewebearten heranreifen.
Ethik und Recht
Die Stammzellforschung birgt ethische Konflikte. Embryonale Stammzellen werden aus Embryonen gewonnen, die entweder eigens hergestellt werden oder bei künstlichen Befruchtungen übriggeblieben sind. Dabei wird der Embryo zerstört. Die Argumentation der Befürworter: Die Embryonen würden ohnehin vernichtet. Kritiker sprechen dagegen von der Tötung ungeborenen Lebens. In Deutschland ist das Herstellen menschlicher Embryonen zur Gewinnung von Stammzellen verboten. In Ausnahmefällen erlaubt das Gesetz aber den Import von Stammzellen, die vor dem 1. Mai 2007 hergestellt wurden. In Großbritannien und Südkorea ist das therapeutische Klonen ausdrücklich erlaubt, ebenso in den USA.


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