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Stammzellforschung: Die Zellen, aus denen die Träume sind

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Erst maßgeschneiderte embryonale Stammzellen beim Affen, nun umprogrammierte Hautzellen beim Menschen - kurz hintereinander gelangen Wissenschaftlern wichtige Durchbrüche. In die Stammzellforschung setzen die Mediziner all ihre Hoffnungen und Erwartungen - zu Recht?

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Kaputte Organe neu herstellen und ersetzen zu können - das wäre der größte Traum der Mediziner. Möglich wird das, so hoffen sie, mit maßgeschneiderten embryonalen Stammzellen. Sie sind zellulare Alleskönner, denn sie haben das Potential, sich wie in einem Embryo in jede beliebige Gewebezelle des Körpers zu entwickeln.

Zwei große Hürden auf dem Weg zum Einsatz in der Medizin sind noch zu nehmen: Man muss einen Weg finden, die embryonalen Stammzellen effizient und maßgeschneidert für einen Patienten herzustellen. Und man braucht das Wissen und die Technik, sie in jede Zellart des Körpers zu verwandeln.

Nun sind Forschern zwei entscheidende Durchbrüche gelungen. Dabei verfolgten sie zwei verschiedene Ansätze: das therapeutische Klonen und die Reprogrammierung von Körperzellen. Shoukrat Mitalipov vom Oregon National Primate Research Centre im US-Bundesstaat Oregon und seine Kollegen haben das therapeutische Klonen zwar noch nicht am Menschen geschafft, aber am Affen.

Dennoch ist das ein Durchbruch, denn er zeigt, dass die Technik des therapeutischen Klonens an Zellen von Primaten möglich ist. Primaten sind eine Tiergruppe, zu der neben dem Affen auch der Mensch gehört. Nach Ansicht von Jürgen Hescheler, Stammzellforscher an der Universität Köln, ist daher davon auszugehen, dass das therapeutische Klonen auch am Menschen gelingen wird.

Therapeutisches Klonen funktioniert so: Man nimmt den Zellkern einer beliebigen Körperzelle, pflanzt ihn in eine entkernte Eizelle, aus der Zelle entwickelt sich ein Embryo und aus dem gewinnt man die embryonalen Stammzellen. Jede Zelle des Körpers hat das komplette Erbgut im Zellkern, aber große Teile sind ausgeschaltet - wozu sollte eine Hautzelle die Gene einer Leberzelle aktivieren? In der Eizelle wird das Erbgut der Körperzelle wie ein Computer neu gestartet. Aus der spezialisierten Körperzelle wird so eine Stammzelle, die wieder aus dem vollen genetischen Fundus schöpfen kann. Sie ist pluripotent, wie die Mediziner sagen - sie kann alles.

Therapeutisches Klonen vs. Reprogrammierung

Der Vorteil des therapeutischen Klonens: Man hat embryonale Stammzellen, die sich in jedes Körpergewebe entwickeln können - das potentielle Ersatzteillager im Reagenzglas. Der Nachteil: Die Methode ist sehr umständlich und ineffizient. US-Forscher Mitalipov hatte beim Affen eine Erfolgsquote von 0,7 Prozent. Beim Menschen angewandt, bräuchte man für jeden Patienten 150 weibliche Eizellen - was medizinisch und ethisch völlig inakzeptabel wäre. Weiterer gravierender Nachteil der Methode: Bei der Gewinnung der Stammzellen wird der Embryo zerstört. Wegen dieses Dilemmas ist die Herstellung embryonaler Stammzellen in vielen Ländern verboten.

Der zweite große Durchbruch in der Stammzellforschung gelang zwei Teams parallel: Shinya Yamanaka von der Universität von Kyoto und James Thomson von der Universität von Wisconsin-Madison im US-Bundesstaat Wisconsin programmierten Körperzellen - in diesem Fall Hautzellen - einfach in Stammzellen um , ohne den Umweg über Eizelle und Embryo zu gehen. Das gelang ihnen durch das Einschleusen von vier Steuerungsgenen, nach denen viele Wissenschaftler schon lange gesucht hatten. Eine sehr elegante Methode, die den großen Vorteil besitzt, dass keine Embryonen hergestellt und wieder verbraucht werden müssen - sie ist ethisch unbedenklich. "Das ist ein großer Schritt für die embryonale Stammzellforschung", sagt Hescheler. Allerdings hat das Reprogrammieren auch Nachteile: Es ist nicht sicher, dass die so hergestellten Stammzellen wirklich genau solche Alleskönner sind wie die embryonalen Stammzellen.

Beide Methoden sind noch nicht effizient genug

Miodrag Stojkovich, deutscher Stammzellforscher in Valencia am Principe Felipe Centro de Investigacion, sieht die Reprogrammierungsmethode deshalb noch weit entfernt von der Anwendung. "Die Methode des Gentransfers mit Viren ist zu heikel", sagte Stojkovich im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Das Viren-Erbgut könne sich in das Erbgut der menschlichen Zellen integrieren und Mutationen oder gar Krebs hervorrufen. Zudem benutzte Yamanaka ein Krebsgen für die Reprogrammierung - auch das beinhalte ein zu großes Krebsrisiko, meint Stojkovich.

Wie auch beim therapeutischen Klonen ist die Effizienz der Reprogrammierung noch nicht gut genug: Nur bei zehn von 50.000 Zellen gelang den Forschern die Umwandlung in Stammzellen. Gleichwohl glaubt Stojkovich, dass die Reprogrammierungsmethode schneller zur medizinischen Anwendung gelangen wird als die des therapeutischen Klonens.

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