Stammzellforschung
Forschern gelingt therapeutisches Klonen am Rhesusaffen
Von Jens Lubbadeh
Shoukhrat Mitalipov und seine Kollegen haben geschafft, wovon Forscher träumen: Sie haben aus einem Rhesusaffen Embryonen geklont und daraus maßgeschneiderte Stammzellen gewonnen. Zuvor hatte es so viele Gerüchte um den Durchbruch gegeben, dass sich "Nature" zu einer vorzeitigen Veröffentlichung entschloss.
Shoukhrat Mitalipov, Wissenschaftler vom Oregon National Primate Research Centre im US-Bundesstaat Oregon, und seinen Kollegen ist am Affen gelungen, was Stammzell-Betrüger Hwang Woo Suk behauptet hatte, beim Menschen geschafft zu haben: das therapeutische Klonen. Damit hat Mitalipov bewiesen, dass diese Technik, von der Mediziner sich einmal die Heilung von Krankheiten wie Parkinson und Diabetes erhoffen, am Affen möglich ist - und damit sehr wahrscheinlich auch am Menschen.
AP
Menschliche embryonale Stammzellen: "Man kann davon ausgehen, dass es auch beim Menschen funktionieren wird"
Das Fachmagazin "Nature" hat nun vorzeitig die Arbeit Mitalipovs veröffentlicht. Darin berichten er und seine Kollegen, dass ihnen das Klonen von 20 Embryonen aus Hautzellen eines neun Jahre alten Rhesusaffen-Männchens gelungen ist. Aus den Embryonen haben sie zwei embryonale Stammzelllinien gewonnen und sie zu Herz- und Nervenzellen reifen lassen.
"Eine sehr spannende Arbeit"
Jürgen Hescheler, der sowohl an menschlichen als auch an embryonalen Stammzellen des Rhesusaffen forscht, sagte SPIEGEL ONLINE: "Das ist eine sehr spannende Arbeit. Mitalipov und seine Kollegen haben gezeigt, dass therapeutisches Klonen am Affen möglich ist. Man kann davon ausgehen, dass es auch beim Menschen funktionieren wird." Allerdings ist Hescheler nach den Erfahrungen mit dem Hwang-Fälschungsskandal vorsichtig geworden: "Die Ergebnisse müssen erst noch von einer anderen Arbeitsgruppe reproduziert werden."
STICHWORT: KLONEN
Ziel des therapeutischen Klonens ist nicht die Kopie eines Lebewesens, sondern die Erzeugung eines Embryos, aus dem maßgeschneiderte embryonale Stammzellen gewonnen werden. Mit diesen Zellen mit dem Erbgut eines Patienten wollen Mediziner einmal neues Gewebe züchten und ihm einpflanzen. Der Vorteil: Im Gegensatz zu der Transplantation eines Spenderorgans wird das gezüchtete Gewebe nicht vom Immunsystem des Empfängers abgestoßen. Die Methode beim therapeutischen ist dieselbe wie beim reproduktiven Klonen. Aus Körperzellen des Patienten wird der Zellkern mit der DNA entnommen und in eine entkernte Eizelle gespritzt. Diese entwickelt sich zu einem Embryo, aus dem nach einigen Tagen die Stammzellen gewonnen werden. Diese embryonalen Stammzellen können sich in jede beliebige Körperzelle entwickeln. Die Hoffnung der Mediziner ist, dass sie einmal jede beliebige Gewebeart, beispielsweise Herzmuskeln, Nerven oder Bauchspeicheldrüsen, züchten und damit Krankheiten wie Herzversagen, Parkinson und Diabetes heilen können.
Unter reproduktivem Klonen versteht man die Herstellung eines genetisch identischen Lebewesens aus einem anderen. Dazu aus einer beliebigen Körperzelle des Lebewesens der Zellkern entnommen und in eine entkernte Eizelle der Zellkern verpflanzt. Wenn sich der Embryo nach wenigen Tagen zur sogenannten Blastozyste entwickelt hat, wird er in die weibliche Gebärmutter eingepflanzt. Reproduktives Klonen von Menschen wird von nahezu allen seriösen Forschern als unmoralisch abgelehnt und in vielen Ländern geächtet.
In Deutschland ist das Klonen menschlicher Embryonen und die Gewinnung von Stammzellen aus ihnen verboten. In Ausnahmefällen erlaubt das Gesetz aber den Import von Stammzellen, die vor dem 1. Januar 2002 durch künstliche Befruchtung gewonnen und in Laborkulturen gelagert wurden. Einige deutsche Forscherteams dürfen inzwischen mit diesen Zellen arbeiten. In Großbritannien und Südkorea ist das therapeutische Klonen ausdrücklich erlaubt, ebenso in den USA, wo das Klonen von Embryonen aber nicht mit staatlichen Mitteln gefördert wird.
Hescheler sieht allerdings auch Schwächen: Die Effizienz der Stamzellausbeute sei noch nicht gut genug. Für die Herstellung der beiden Stammzelllinien brauchten Mitalipov und Kollegen insgesamt 304 Eizellen von 14 verschiedenen Rhesusaffen. Das entspricht einer Effizienz von 0,7 Prozent - für eine Anwendung beim Menschen eine noch inakzeptabel geringe Erfolgsquote.
Hescheler bemängelt auch die angeblich gelungene Differenzierung der Stammzellen in Herz- und Nervenzellen. Sie sei nicht sauber genug belegt. "Ob die angeblich hergestellten Herzzellen wirklich funktionsfähig sind, kann man anhand der Untersuchungen in der Arbeit nicht sagen." Dies liege jedoch nach Meinung Heschelers nicht an der Qualität der Zellen, sondern eher an der womöglich fehlenden technischen Erfahrung der Mitalipov-Arbeitsgruppe mit dem Ausdifferenzieren von Stammzellen.
STAMMZELLEN - DIE ZELLULÄREN MULTITALENTE
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.
MPI Münster / Jeong Beom Kim
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.
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-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.
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.
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.
Was Mitalipovs Arbeit so bedeutsam macht, ist, dass es sich um die erste erfolgreiche Klonierung von Embryonen eines Primaten handelt, einer Untergruppe der Säugetiere, zu der außer den Affen auch der Mensch gehört. Verschiedene Tiere wurden bereits erfolgreich geklont: Hund, Katze, Maus, Schaf, Kuh und Pferd befinden sich bereits im globalen Klonzoo. Doch noch nie gelang der mühselige Klonprozess bei einem Primaten. Schon für die Herstellung von Klonschaf Dolly, dem ersten geklonten Tier überhaupt, brauchte es 277 Versuche. Viele Stammzellforscher befürchteten, dass das Klonen beim Primaten und damit auch beim Menschen technisch zu kompliziert sein könnte. Dies haben Mitalipov und seine Kollegen nun widerlegt.
Man ist vorsichtig geworden in Sachen Stammzellforschung und vermeintlicher Durchbrüche. Im Jahr 2004 hatte Woo Suk Hwang aus Südkorea verkündet, angeblich als erster Mensch Embryonen geklont und daraus gleich mehrere Stammzelllinien zur Behandlung kranker Patienten gewonnen zu haben.
2004 und 2005 hatte das renommierte Fachblatt "Science" Ergebnisse seiner Stammzell-Experimente veröffentlicht. Die Studien elektrisierten die ganze Welt: Revolutionäre Fortschritte in der Behandlung von Querschnittsgelähmten, Diabetikern und Parkinson-Kranken schienen unmittelbar bevorzustehen. Maßgeschneidertes Ersatzgewebe wollte Hwang aus Stammzellen herstellen. 2005 folgte dann der tiefe Fall des "King of Cloning":
Seine Erfolge mit menschlichen Klon-Stammzellen waren erfunden. Hwang musste abtreten.
Zwar hat Mitalipov zunächst nur Embryonen hergestellt und kein geklontes lebendes Affenbaby. Dennoch ist seine Arbeit für die medizinische Forschung bedeutend, weil es ihm am Affen, dem dem Menschen nächsten Verwandten, das therapeutische Klonen gelungen ist. Nun ist für Forscher der Sprung zum Menschen und den so begehrten maßgeschneiderten Stammzellen nicht mehr groß.
Der Druck auf "Nature" war offenbar zu groß
Der Entschluss der "Nature"-Redaktion, die Arbeit Mitalipovs vorzeitig zu veröffentlichen, ist ungewöhnlich, denn die Informationspolitik von Magazinen wie "Nature" und "Science" ist gemeinhin sehr restriktiv: Nachrichtenredaktionen erhalten die "Nature"- und "Science"-Publikationen zwar vor dem Abdruck, doch nur unter der Bedingung, eine Sperrfrist, auch Embargo genannt, einzuhalten. Jegliche Berichterstattung vor Auslaufen dieser Sperrfrist ist untersagt, Verstöße dagegen ahndet "Nature" und "Science" streng, schließt solche Medien von der weiteren Belieferung aus. Offenbar sickerten in diesem Fall schon im Vorfeld zu viele Informationen durch, so dass sich "Nature" dazu entschloss, "angesichts anhaltender Spekulationen" das Embargo auf die Arbeit Mitalipovs aufzuheben.
Lange vor der nun erfolgten vorzeitigen Veröffentlichungen hatten Gerüchte die Runde gemacht. Mitalipov hatte offenbar auf einem Forschungskongress Kollegen die Stammzellen aus seinen 20 geklonten Embryonen gezeigt. Test hätten ergeben, dass es sich um echte Klone gehandelt habe, wie der "Independent" kürzlich schrieb. Auch deutsche Zeitungen, unter anderem die "Süddeutsche Zeitung" hatten schon Ende Juni über die Ergebnisse Mitalipovs berichtet. Normalerweise sind Forscher, die eine Publikation bei "Nature" oder einem Fachmagazin ähnlichen Ranges eingereicht haben, bis zum Zeitpunkt der Veröffentlichung zu Stillschweigen über ihre Arbeit verpflichtet.
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