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Maus-Studie: Forscher züchten Innenohr-Härchen aus Stammzellen

Aus Mauszellen enstanden: Gewebe mit Tausenden Haarzellen (rot) und Stereozilien (gelb) Zur Großansicht
K. Koehler/ E. Hashino

Aus Mauszellen enstanden: Gewebe mit Tausenden Haarzellen (rot) und Stereozilien (gelb)

Stammzellen gehören zu den großen Hoffnungen der Medizin. Die Vision: Ein Ersatzteillager für den Körper. US-amerikanischen Forschern ist es nun gelungen, Sinneszellen auf diesem Weg zu erzeugen: feine Härchen, die im Innenohr Reize weiterleiten.

Wissenschaftler haben aus embryonalen Stammzellen funktionierende Innenohrzellen hergestellt. Sie konnten Haarzellen generieren, die im Ohr zum Beispiel dafür zuständig sind, Kopfbewegungen, Gravitation sowie Geräusche zu registrieren. Das berichten die Neurowissenschaftler um Eri Hashino von der Indiana University School of Medicine in Indianapolis im Fachblatt "Nature".

Die Stammzellen für das Verfahren gewannen die Forscher aus Mäuseembryonen. Anschließend behandelten sie die Zellen so, dass sie sich zu Innenohrzellen entwickelten und mit Nervenzellen verbanden, die ebenfalls aus embryonalen Stammzellen entstanden waren. Dafür nutzten die Forscher eine neue, dreidimensionale Kultivierungsmethode.

Wachstumfaktoren steuern die Entwicklung

Die Stammzellen differenzierten sich Schritt für Schritt zu Innenohrzellen – während eines Prozesses, der dem, wie er im Körper abläuft, sehr ähnelt. Dafür behandelten Hashino und seine Kollegen die Zellkultur über einen Zeitraum von etwa drei Wochen mit verschiedenen Stoffen wie beispielsweise bestimmten menschlichen Proteinen. Diese steuern als Signale die Entwicklung der Zellen. Das Team ahmte also den normalen Entwicklungsprozess der Innenohrzellen nach.

Den Forschern ist dabei die Eigenschaft embryonaler Stammzellen zugutegekommen: Diese Zellen können sich noch zu jeder Zellart des menschlichen Körpers entwickeln und gelten deshalb als zelluläre Alleskönner. Einzige Voraussetzung dafür ist, dass sie mit den richtigen Wachstumsfaktoren behandelt werden. Der Einsatz embryonaler Stammzellen ist aber umstritten. Denn die Zellen werden aus befruchteten Eizellen gewonnen. Dabei wird also potentielles Leben zerstört.

Im Innenohr von Säugern kommen vier verschiedene Arten von Haarzellen vor: zwei Typen vestibulärer Haarzellen, die unter anderem für den Gleichgewichtssinn zuständig sind, sowie die inneren und äußeren Haarzellen in der Cochlea. Im Experiment stellten die Forscher einen Typ vestibulärer Innenohrzellen her. "Wir stellen hiermit eine einfach zugängliche und reproduzierbare Methode vor, um Haarzellen zu generieren", schreiben die Wissenschaftler.

Der neue Ansatz hilft den Forschern zu verstehen, wie sich das Innenohr entwickelt. Außerdem könnte er genutzt werden, um Haarzellen für Patienten herzustellen, die an Hörverlust oder Gleichgewichtsstörungen leiden.

dal

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insgesamt 9 Beiträge
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1. optional
Whitejack 11.07.2013
Es wäre natürlich toll, wenn man auf diese Weise Innenohr-Schäden reparieren könnte. Allerdings ist das wohl noch ferne Zukunftsmusik, da die hier beschriebene Methode nur im Labor funktioniert und sich die Härchen nicht einfach verpflanzen lassen.
2.
goinz 11.07.2013
Zitat von WhitejackEs wäre natürlich toll, wenn man auf diese Weise Innenohr-Schäden reparieren könnte. Allerdings ist das wohl noch ferne Zukunftsmusik, da die hier beschriebene Methode nur im Labor funktioniert und sich die Härchen nicht einfach verpflanzen lassen.
Naja, wenn man bedenkt was vor 10 Jahren alles "ferne Zukunftsmusik" war und heute möglich ist bleibt die Frage wie fern diese Zukunftsmusik denn nun wirklich ist. 5 Jahre? 10 Jahre?
3. Biowissenschaften machen große Fortschritte
robin-masters 11.07.2013
aber jeder Erfolg hat auch seine Schatten. Vermutlich überwiegt jedoch das Positive.
4.
reuanmuc 11.07.2013
Zitat von robin-mastersaber jeder Erfolg hat auch seine Schatten. Vermutlich überwiegt jedoch das Positive.
Darüber wird man sich bei jeder neuen Entdeckung unterhalten müssen. Es ist faszinierend, was jetzt schon alles wissbar und machbar ist. Man wird an Grenzen kommen, wo das Menschsein selber infrage steht. Die Neugier kennt keine Grenzen, das steht fest, die Technik macht jetzt schon fast alles möglich. Es liegt dann am Verantwortungsbewusstsein der betreffenden Forscher und Techniker, wie weit sie gehen wollen. Die andere Frage richtet sich auf den Sinn für das Leben an sich: was bleibt vom Leben? - Die ständige Jagd nach einem Reparaturbetrieb, so wie man heute schon auf der Jagd nach Schönheit, Fitness und Wellness ist und dabei das Leben vergisst?
5. Morbus Menier
Felix Fabri 11.07.2013
Leider berichtet der Beitrag nicht über Behandlungsmöglichkeiten, denn gerade MMenier ist dadurch definiert, dass der feine Nerventeppich im Innenohr nicht mehr aufrecht steht, sondern liegt, was zu den gefürchteten Drehschwindelanfällen und dem letztlichen Ertauben des befallenen Ohres führt.
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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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