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Stammzellen-Experiment: Forscher vermelden die Züchtung von Kunstsperma

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Sie haben einen Kopf, einen Schwanz und sie schwimmen: Aber sind es wirklich Spermien, die britische Wissenschaftler aus Stammzellen gezüchtet haben? Forscherkollegen äußern Zweifel. Klar ist: Derzeit sind die Kunstspermien noch keine Alternative für unfruchtbare Männer.

Embryonale Stammzellen sind die Knetmasse, aus der sich alle Zellen des menschlichen Körpers züchten lassen - zumindest theoretisch. Immerhin gibt es über 200 verschiedene Typen, von der Herz- über Lungen- bis zur Nervenzelle.

Damit eine Alleskönner-Stammzelle zu einer hoch spezialisierten Körperzelle reift, braucht es vor allem die richtigen Wachstumsfaktoren. Die sind für jeden Zelltyp verschieden. Forscher arbeiten derzeit daran, diese Rezepte für die einzelnen Zelltypen zu identifizieren.

Britischen Wissenschaftlern um Karim Nayernia von der Newcastle University ist es nun offenbar gelungen, sogar Spermien aus Stammzellen zu züchten. Die Arbeit wurde im Fachmagazin " Stem Cells and Development" veröffentlicht.

Die Wissenschaftler sind sich demnach sicher, Spermien erzeugt zu haben: Denn wie natürliche Spermien sind sie haploid - besitzen also nur 23 Chromosomen, im Gegensatz zu diploiden Körperzellen mit 46 Chromosomen. "Die Zellen sind haploid, sie haben einen Kopf und einen Schwanz und sie schwimmen", sagte Nayernia im Gespräch mit "Times Online". Den Forschern gelang die Züchtung der Zellen in einer Vitamin-A-haltigen Nährlösung.

Miodrag Stojkovic, Stammzellforscher am Prinz Felipe Forschungszentrum im spanischen Valencia, ist Co-Autor der Arbeit. Er bremst die Erwartungen allerdings: "Es ist noch zu früh zu sagen, ob es sich hier um reife Spermien handelt", sagte Stojkovic im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. "Es muss noch nachgewiesen werden, ob sie auch funktionell sind." Dies sei in dieser Studie leider nicht geschehen.

Der britische Forscher Allen Pacey von der Universität Sheffield äußerte sogar generelle Zweifel an der Studie. Nach 20 Jahren Erfahrung als Sperma-Biologe sei er nicht überzeugt, dass die entwickelten Zellen tatsächlich als Spermien bezeichnet werden könnten, kritisierte der Andrologie-Professor im Gespräch mit der Zeitung "Guardian". Selbst wenn die hergestellten Zellen bestimmte genetische Eigenschaften von männlichen Keimzellen besäßen, würden in der Studie der spezifische zelluläre Aufbau, das Verhalten oder die Lebensweise von natürlichen Spermien nicht ausreichend beschrieben.

Keine Spermien aus weiblichen Stammzellen

Nayernia und seine Kollegen versuchten, sowohl aus männlichen als auch aus weiblichen Stammzellen Spermien zu züchten. Männliche Zellen besitzen die Geschlechtschromosomen X und Y, während weibliche das X-Chromosom in zweifacher Ausfertigung haben.

Das Ergebnis: Nur bei männlichen Stammzellen gelang das Vorhaben. Die weiblichen Zellen entwickelten sich nur bis zu Vorläufern der Spermien und blieben in diesem Entwicklungsstadium stehen. Nayernia und seine Kollegen werten dies als Beleg dafür, dass Gene auf dem Y-Chromosom notwendig sind für die Reifung der Spermien.

Allerdings wurden die Spermien aus embryonalen Stammzellen gezüchtet. Um einem unfruchtbaren Mann mit der Methode zu Spermien zu verhelfen, müsste man den Kern aus den Zellen des Mannes in eine Eizelle einbringen. Daraus könnte man einen Embryo züchten, aus dem man Stammzellen gewinnen könnte, die zu Spermien gezüchtet werden könnten. Ein immenser Aufwand, der weder vom ethischen Aspekt noch von den Kosten her vertretbar wäre.

Es gibt allerdings noch eine andere Option: Aus den Körperzellen eines erwachsenen Mannes könnte man ebenfalls Stammzellen erzeugen. Sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS, siehe Kasten oben) kann man herstellen, indem man eine beliebige Körperzelle in ihren Ursprungszustand zurück versetzt. Aus diesen iPS-Zellen ließen sich dann Spermien züchten.

Obwohl Wissenschaftler in der letzten Zeit große Fortschritte mit iPS-Stammzellen gemacht haben, gibt es doch Hinweise, dass sie sich in genetischen Details von embryonalen Stammzellen unterscheiden. "Wir wissen noch nicht, ob sich aus iPS-Zellen genauso wie aus embryonalen Stammzellen alle Zelltypen züchten lassen und wie ähnlich sich diese Zellen sind", sagte Stojkovic.

Auf dieser Basis wäre es daher völlig unverantwortlich, aus so erzeugten Spermien Kinder zu zeugen. Zumal auch die britische Gesetzgebung dies nicht zulässt. "Es ist noch ein langer Weg bis zur praktischen Anwendung und zu Kindern aus so hergestellten Spermien", so Stojkovic.

Entsprechende Pläne gibt es offenbar auch nicht: Nayernia betonte, mit den künstlichen Spermien keine Eizellen befruchten zu wollen. "Wir verstehen, dass manche Menschen Bedenken haben. Aber das heißt nicht, Menschen im Reagenzglas produzieren zu können. Und wir haben das auch nicht vor."

Für die Wissenschaftler sei die Arbeit jedoch wichtig, um die Bildung der männlichen Keimzellen und die Gründe für Unfruchtbarkeit bei Männern zu verstehen, erläuterte Nayernia.

Chronik der Stammzellforschung
1998 - Embryonale Stammzellen
Die internationale Stammzellforschung hat sich seit 1998 extrem rasch entwickelt. Der US-Forscher James Thomson gewann damals weltweit erstmals embryonale Stammzellen aus übriggebliebenen Embryonen von Fruchtbarkeitskliniken. Sie galten sofort als Hoffnungsträger, um Ersatzgewebe für Patienten mit Diabetes, Parkinson oder anderen Erkrankungen zu schaffen. Die Technik ist aber ethisch umstritten, da dafür Embryonen zerstört werden müssen. In Deutschland ist sie verboten. Seitdem suchen Forscher nach ethisch unbedenklichen Wegen.
2006 - Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS)
Im August 2006 präsentieren die Japaner Kazutoshi Takahashi und Shinya Yamanaka eine erste Lösung. Sie versetzen Schwanzzellen von Mäusen mit Hilfe von vier Kontrollgenen in eine Art embryonalen Zustand zurück. Das Produkt nennen sie induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Der Nachteil: Die eingesetzten Gene können das Krebsrisiko bei einem späteren medizinischen Einsatz erhöhen.
2007 - Menschliche iPS-Zellen
Im Jahr 2007 gibt es entsprechende Erfolge mit menschlichen Hautzellen. Nach und nach können die Forscher auf ein Kontrollgen nach dem anderen verzichten, um die iPS-Zellen herzustellen.
Februar 2009 - Nur noch ein Reprogrammier-Gen
Im Februar 2009 präsentiert der Münsteraner Professor Hans Schöler iPS-Zellen von Mäusen, die er nur mit Hilfe eines Kontrollgens aus Nervenstammzellen gewonnen hatte.
März 2009 - Reprogrammier-Gene entfernt
Anfang März 2009 stellen zwei Forscherteams schließlich iPS-Zellen vor, die keinerlei Kontrollgene mehr im Erbgut enthalten. Sie hatten die Kontrollgene in das Erbgut von menschlichen Hautzellen eingefügt und nach der Arbeit wieder aus dem Erbgut herausgeschnitten.
März 2009 - Reprogrammier-Gene nicht im Erbgut
Ende März 2009 veröffentlicht der US-Forscher James Thomson eine Arbeit, bei der er die Kontrollgene nicht einmal mehr ins Erbgut der Zellen einschleusen muss. Er gab sie nur in einem Ring (Plasmid) in die Zelle und zog sie später wieder heraus.
April 2009 - Reprogrammierung von Mauszellen mit Proteinen
Ende April 2009 kommt ein US-amerikanisches Forscherteam um Sheng Ding mit Beteiligung von Hans Schöler ganz ohne Gene aus und nutzt nur noch Proteine, um die Hautzellen von Mäusen zu reprogrammieren. Damit ist das zusätzliche Krebsrisiko ausgeschlossen, das beim Einsatz von eingeschleusten Genen generell besteht.
Mai 2009 - Reprogrammierung menschlicher Zellen mit Proteinen
Einem südkoreanisch-US-amerikanischem Team um Robert Lanza gelingt die Reprogrammierung menschlicher Hautzellen nur durch Zugabe von Proteinen.
Oktober 2010 - Reprogrammierung menschlicher Zellen mit RNA-Schnipseln
Bostoner Forscher um Derrick Rossi probieren eine weitere Methode, um das Einschleusen von Fremd-DNA zu vermeiden: Das Team erzeugte künstliche Schnipsel aus sogenannter Messenger-RNA. Diese Moleküle entstehen in der Zelle während der Übersetzung des Gens in das Protein. Mit Hilfe dieser modifizierten RNA-Moleküle werden diejenigen Erbinformationen in die Zelle geschleust, die zur Herstellung der Reprogrammierproteine notwendig sind. Die RNA-Moleküle dringen nicht in den Zellkern und beschädigen somit nicht das darinliegende Erbgut, wie es etwa bei der Virenmethode der Fall ist. Zudem ist die Methide wesentlich effizienter und schneller als bisherige Verfahren zur Herstellung von iPS.
Januar 2010 - Direkte Umwandlung von Körperzellen
Warum den Umweg über Stammzellen gehen? Einem Forscherteam um Marius Wernig von der Stanford University School of Medicine gelang es, Hautzellen von Mäusen direkt in einen anderen Zelltyp zu verwandeln. Die Forscher schleusten drei Gene in die Zellen und verwandelten die Hautzellen in weniger als einer Woche in voll funktionstüchtige Nervenzellen.
Januar 2011 - Direkte Umwandlung ohne Umweg über Stammzellen
Einen Schritt weiter gehen Forscher vom Scipps Research Institute im kalifornischen La Jolla: Sie nehmen quasi eine Abkürzung. Anstatt die Körperzellen erst in pluripotente Stammzellen umzuprogrammieren, wandelten sie Hautzellen direkt in Herzzellen um. Das Verfahren könnte die Herstellung von Körper-Ersatzteilen extrem beschleunigen.
Februar 2011 - Forscher entdecken gefährliche Mutationen
Zwei große Forscherteams haben sich an die Arbeit gemacht und das Erbgut verschiedener iPS-Zelllinien untersucht. Dabei haben sie festgestellt, dass es bei der Herstellung von iPS-Zellen zu genetischen Veränderungen kommen kann, die sogar das Risiko für Krebs erhöhen könnten. Das wirft Zweifel an der Zuverlässigkeit und Praxistauglichkeit der neuen Technik auf, die als vielversprechend für die Zucht von körpereigenen Geweben für Transplantationen gilt. Die Forscher fordern daher jetzt die genaue genetische Untersuchung der vielseitigen Zellen, bevor erste Studien an Patienten beginnen.

mit Material von dpa und AFP

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
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1. kein titel
inci 08.07.2009
Zitat von sysopSie haben einen Kopf, einen Schwanz und sie schwimmen: Aber sind es wirklich Spermien, die britische Wissenschaftler aus Stammzellen gezüchtet haben? Forscherkollegen äußern Zweifel. Klar ist: Derzeit sind die Kunstspermien noch keine Alternative für unfruchtbare Männer. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,635022,00.html
auch wenn derzeit abgewiegelt wird, was die verwendung des künstlichen spermas betrifft. in ein paar jahren wird es doch gemacht, weil immer gemacht wird, was möglich ist. dann können die regierungen dieser welt endlich mit einem lange favorisierten projekt beginnen, und sich endlich ihre neuen völker schaffen.
2. Endlich weg mit den Männern!
schmoggelmopps 08.07.2009
Zitat von sysopSie haben einen Kopf, einen Schwanz und sie schwimmen: Aber sind es wirklich Spermien, die britische Wissenschaftler aus Stammzellen gezüchtet haben? Forscherkollegen äußern Zweifel. Klar ist: Derzeit sind die Kunstspermien noch keine Alternative für unfruchtbare Männer. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,635022,00.html
Vor allem kann dann endlich der böse, aggressive und grundsätzliche schlechte Mann, das halbe Wesen, die "Krankheit" ("Eine Krankheit namens Mann", DER SPIEGEL 38/2003 vom 15.09.2003, Seite 150) http://wissen.spiegel.de/wissen/dokument/dokument.html?id=28591080&top=SPIEGEL beseitigt werden. Der ulitmativen Allmachtsfantasie feministischer Möchtegern-MenschenzüchterInnen käme man endlich einen Schritt näher.
3. ...
Celegorm 08.07.2009
Zitat von inciauch wenn derzeit abgewiegelt wird, was die verwendung des künstlichen spermas betrifft. in ein paar jahren wird es doch gemacht, weil immer gemacht wird, was möglich ist. dann können die regierungen dieser welt endlich mit einem lange favorisierten projekt beginnen, und sich endlich ihre neuen völker schaffen.
Was bitte wollen Sie da für ein "neues Volk" erschaffen? Daraus ergibt sich maximal eine neue Option für die Reproduktionsmedizin, aber das wars dann auch schon. Aber offenbar ist es unabwendbar, dass bei jedem Artikel rund um solche Thematiken irgendwelche zusammenhangslosen apokalyptischen SciFi-Phantasien in den Raum genuschelt werden..
4.
kaitou1412 08.07.2009
Herrgott nochmal, züchtet doch mal endlich Haare! Viele intelligente und würdevolle Männer können zeugen und haben aber Null Chancen bei den modernen Frauen, weil sie keine Frisur hinbekommen. Wer kaputte Spermien hat, ist eigentlich sehr oft selbst schuld mit einer schlechten, ungesunden Lebensweise. btw: Wie immer, Ausnahmen bestätigen usw.
5. ...
Celegorm 08.07.2009
Zitat von schmoggelmoppsVor allem kann dann endlich der böse, aggressive und grundsätzliche schlechte Mann, das halbe Wesen, die "Krankheit" ("Eine Krankheit namens Mann", DER SPIEGEL 38/2003 vom 15.09.2003, Seite 150) http://wissen.spiegel.de/wissen/dokument/dokument.html?id=28591080&top=SPIEGEL beseitigt werden. Der ulitmativen Allmachtsfantasie feministischer Möchtegern-MenschenzüchterInnen käme man endlich einen Schritt näher.
Dumm nur, dass explizit erwähnt wird, dass das Experiment nur mit männlichen Zellen funktionierte, der Mann also insofern unabdingbar bleibt oder zumindest nicht irrelevanter wird als bei sonstigen Methoden zur künstlichen Befruchtung. Woraus man lernt, dass man sich besser den Beissreflex wenigstens bis nach der vollständigen Lektüre des Artikels aufheben sollte..
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