Sensation im Labor Forscher erzeugen Stammzellen mit Zitronensäure

Sie sind die Alleskönner im Körper: Aus Stammzellen kann jede Art von Gewebe entstehen. Bisher ließen sie sich im Labor nur mit komplizierten Verfahren herstellen. Nun haben Forscher eine überraschend einfache Methode entdeckt. Ein kurzes Säurebad überführt Mauszellen in einen einzigartigen Embryonalzustand.
Sensation im Labor: Forscher erzeugen Stammzellen mit Zitronensäure

Sensation im Labor: Forscher erzeugen Stammzellen mit Zitronensäure

Foto: Haruko Obokata

Es klingt erstaunlich banal, was japanische Forscher berichten: Statt Körperzellen mit aufwendigen Verfahren zu verjüngen, setzen sie ihr Versuchsmaterial einfach in ein Säurebad. Auf diese Weise erzeugten Haruko Obokata vom Riken-Zentrum für Entwicklungsbiologie im japanischen Kobe und ihre Kollegen aus Mauszellen wahre Alleskönner - und überraschen die Fachwelt nun mit ihren erstaunlichen Resultaten.

Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature": In einem Artikel  beschreiben sie die Entstehung der Stammzellen, ein weiterer Aufsatz  behandelt deren weitere Entwicklung.

Um die Stammzellen zu erzeugen, behandelten sie viele Körperzellen neugeborener Mäuse mit einer Lösung aus Zitronensäure, deren pH-Wert zwischen 5,4 und 5,8 lag. Eine halbe Stunde dauerte das Säurebad. Von jeweils 15 Zellen überlebten drei die Tortur, von denen eine sich daraufhin radikal verjüngte. Die so gewonnenen Stammzellen bezeichnen die Forscher als STAP-Zellen (stimulus-triggered acquisition of pluripotency).

"Ein Riesenfortschritt"

Pluripotente Zellen können sich wie embryonale Stammzellen zu vielen verschiedenen Gewebetypen weiterentwickeln. Zellen in diesen Zustand umzuprogrammieren, war Forschern bislang nur gelungen, indem sie deren Erbgut manipuliert oder sie biochemisch behandelt hatten. Im Vergleich dazu erschient die nun vorgestellte Methode enorm simpel und effizient. "Ich war wirklich sehr überrascht", beschrieb die Erstautorin Haruko Obokata in einer Pressekonferenz ihre Reaktion auf das gelungene Experiment.

Auch andere Forscher bezeichnen den neuen Ansatz als revolutionär. "Aus wissenschaftlicher Sicht ist das definitiv eine Großmeldung", sagt der Stammzellforscher Ulrich Elling vom Wiener Institut für Molekulare Biotechnologie . Denn gerade wenn pluripotente Stammzellen in Therapien eingesetzt werden sollten, dann sei dies nur ohne bleibende genetische Veränderungen möglich. "Insofern wäre dieses Verfahren schon ein Riesenfortschritt."

Neben dem Verfahren selbst sind die dabei entstehenden Stammzellen eine kleine Sensation. Denn sie entwickelten sich auch in Plazenta-Gewebe weiter, das den Embryo mit der Gebärmutterwand verbindet. "Die naheliegendste Erklärung ist tatsächlich, dass ein totipotenter Zelltyp entstanden ist, etwa vergleichbar mit Zellen eines zweizelligen Embryos", schlussfolgert Elling. Damit wären die STAP-Zellen noch undifferenzierter als embryonale Stammzellen.

Stresstest im eigenen Labor

Für folgende Studien bleiben also wichtige Fragen offen: Um welchen Zelltyp handelt es sich? Welche molekularen Mechanismen stecken hinter der Verjüngungskur im Säurebad? Und reagieren menschliche Zellen genauso wie die Mauszellen im Experiment?

Dass sich Zellen überhaupt derart verhalten, erscheint sinnvoll - auch innerhalb des Körpers, etwa wenn der Herzmuskel beim Herzinfarkt übersäuert und die Gewebezellen unter starken Stress geraten. Denkbar wäre also, dass STAP-Zellen einen Beitrag zu physiologischen Heilungsprozessen im Körper leisten. "Das ist eine sehr spannende Dimension der aktuellen Studie, aber das müssen weitergehende Experimente zeigen", schränkt Ulrich Elling ein.

Dagegen dürfte sich schon bald zeigen, ob der Säureschock zuverlässig als Verfahren zur Erzeugung von Stammzellen funktioniert: "Das Experiment werden nun sicher viele Wissenschaftler nachvollziehen wollen", vermutet Ulrich Elling. Auch er selbst werde es natürlich ausprobieren - ab Freitag dieser Woche, mit Mauszellen in seinem Labor in Wien.

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