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Skandal-Studie: Ups, da waren embryonale Stammzellen drin

Embryonale Stammzellen (Archivbild): Sie können zu jedem Zelltyp heranwachsen Zur Großansicht
DPA/ Uni Bonn

Embryonale Stammzellen (Archivbild): Sie können zu jedem Zelltyp heranwachsen

Mit ein bisschen Säure lassen sich Zellen in den Embryonalzustand zurückversetzen, berichteten Forscher im Januar. Nun zeigt sich: Die Proben waren mit embryonalen Stammzellen kontaminiert. Es ist der Abschluss eines Forschungsdramas.

Zellen, die sich durch Säure in den Embryonalzustand zurückversetzen lassen - die Methode galt Anfang 2014 als großer medizinischer Durchbruch. Die Zellen hätten genutzt werden können, um unkompliziert neue Organe zu züchten. Doch schnell stellte sich heraus, dass die Studie Fehler enthielt. Abbildungen waren aus früheren Arbeiten kopiert worden, und auch das eigentliche Studienergebnis konnte nicht reproduziert werden. Letztlich wurde die Studie zurückgezogen.

Nun hat das japanische Riken-Institut, an dem die Forschung stattgefunden hat, seinen abschließenden Untersuchungsbericht veröffentlicht. Demnach waren die Proben der Forscher mit embryonalen Stammzellen verunreinigt. Diese Zellen können sich von Natur aus in jeden Zelltyp verwandeln. Es waren also vermutlich diese Zellen, die die Forscher nach der Säurebehandlung nachweisen konnten. Ob die Kontamination versehentlich passiert ist oder Absicht war, ist allerdings unklar.

Wissenschaftliches Fehlverhalten nicht belegbar

Das siebenköpfige externe Untersuchungskomitee hatte DNA-Proben und Laborunterlagen der beiden an der Studie beteiligten Forscherteams untersucht. Es fand Spuren von drei unterschiedlichen embryonalen Stammzelllinien. Es sei schwer, sich vorzustellen, wie eine Kontamination mit drei unabhängigen Linien versehentlich passiert sein könnte, man könne aber auch nicht sicher sein, dass es Absicht war, berichten die Gutachter.

"Wir können deshalb nicht rückschließen, dass es wissenschaftliches Fehlverhalten in dieser Hinsicht gab", schreibt das Komitee. Die Experten konnten aber nachweisen, dass Studienleiterin Haruko Obokata zwei Abbildungen gefälscht hatte. Diese ähneln Abbildungen aus ihrer Doktorarbeit aus dem Jahr 2011.

Der Report ist der letzte Teil eines monatelangen Forschungsdramas: Bereits kurz nach der Veröffentlichung im Januar 2014 waren Zweifel an der Studie aufgekommen, als andere Wissenschaftler die Ergebnisse nicht reproduzieren konnten. Schließlich wurden die manipulierten Abbildungen entdeckt. Im März beschuldigten Verantwortliche Obokata des wissenschaftlichen Fehlverhaltens, im Juli zog das Wissenschaftsmagazin "Nature" die Studie zurück. Einen Monat später nahm Co-Autor Yoshiki Sasai sich das Leben. Ende des Jahres gab Obokata ihren Posten am Institut ab.

Auf wissenschaftlicher Seite dagegen blieb das Wesentliche beim Alten: Bislang kann man erwachsene Zellen nur durch genetische Manipulation oder die Transplantation eines Zellkerns in den Embryonalzustand zurückversetzen.

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Stammzellen - die Multitalente
Embryonale Stammzellen (ES)
AFP
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.

Klon-Pionier und Zellzauberer
Das Erbgut
Genom
Das Genom bezeichnet das gesamte Erbgut eines Organismus. Außer bei einigen Viren besteht es immer aus DNA (Desoxyribonukleinsäure). Das Genom beinhaltet den Bauplan für die Produktion sämtlicher Proteine (Eiweißmoleküle), die ein Organismus zum Leben benötigt. Ein Gen ist ein Sequenzabschnitt auf dem Genom und beinhaltet die Erbinformation für ein Protein. Die einzelnen Bausteine der DNA sind vier verschiedene Basen: A, C, T und G.
Messenger-RNA (mRNA)
Die mRNA ist eine Art Genabschrift oder Blaupause der DNA. Nur die mRNA kann von den Proteinfabriken der Zellen, den sogenannten Ribosomen gelesen werden. Sie gibt ihnen vor, in welcher Reihenfolge Aminosäuren - die Bausteine von Proteinen - für das jeweilige Protein zu verknüpfen sind.
Codon
Ein Codon ist eine Folge von drei Bausteinen (Nukleotiden oder Basen) der DNA und analog auch der mRNA. Ein Codon steht für eine bestimmte Aminosäure oder als Stoppsignal, welches das Ende einer Bauanweisung für ein Protein kennzeichnet.
Genetischer Code
Der genetische Code ist die Zuordnung der Basen-Dreiergruppen und der Aminosäuren. Da vier verschiedene Basen zur Auswahl stehen, umfasst der genetische Code insgesamt 64 Codons. Für die meisten Aminosäuren gibt es daher mehr als ein Codon. So stehen beispielsweise die Codons CAG und CAA für die gleiche Aminosäure, die Glutaminsäure.
Transfer-RNA (tRNA)
Die tRNAs übernehmen eine Adapterfunktion beim Bau der Proteine: Jede tRNA hat auf der einen Seite jeweils ein sogenanntes Anticodon, das passend zum Codon auf der mRNA ist. Auf der anderen Seite ist sie mit der zugehörigen Aminosäure beladen. Auf diese Weise wird der genetische Code auf der mRNA abgelesen und in die entsprechende Aminosäurekette zum Protein verwandelt. Dieser Prozess geschieht in den Ribosomen.


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