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Genetik 28. August 2009

Wettlauf um die pluripotente Stammzelle

Auf Stammzellen konzentrieren sich viele Hoffnungen der Medizin. Sie sind noch nicht auf eine besondere Aufgabe festgelegt und können damit prinzipiell zu allen Zellentypen werden. Damit möchten Forscher dann krankes Gewebe ersetzen. Ursprünglich galten nur embryonale Stammzellen (ES) als so wandlungsfähig, dass daraus noch alle anderen Körperzellen eines Organismus werden können. Der Fachausdruck dafür ist pluripotent.

Erst vor wenigen Jahren sorgten japanische Wissenschafter für Aufsehen: Es war ihnen gelungen, bereits ausdifferenzierte Körperzellen gleichsam wieder in den Urzustand zu versetzen. Was ursprünglich mit Tierzellen ausgearbeitet wurde, funktionierte später auch mit menschlichen Zellen. Der Name der reprogrammierten Zellen lautet: "Induzierte pluripotente Stammzellen" (iPS).

Ohne Embryos zu zerstören
So konnten erstmals pluripotente Zellen gewonnen werden, ohne dafür die vielfach aus ethischen Gründen angefeindete Praxis der Vernichtung von Embryonen einzusetzen. Noch hatte die Sache aber einen großen Haken, so mussten für die Reprogrammierung künstlich Gene in die Zellen eingeschleust werden, zwei davon galten als Krebsgen. Nach und nach meldeten Wissenschafter weltweit die Reduktion der nötigen Gene, bis Hans Schöler vom Max-Planck-Institut (MPI) für molekulare Biomedizin in Münster (Deutschland) im April dieses Jahres die erfolgreiche Reprogrammierung ohne Fremdgene, lediglich durch die Zugabe von Eiweißstoffen (Proteinen) meldete.

Wenige Monate später war auch das überholt. Wieder war es das Team um Schöler, das die Rückverwandlung ausdifferenzierter Zellen in pluripotente Stammzellen meldete, diesmal sogar ohne den Einsatz von Proteinen. Es wurde den Zellen lediglich optimale Bedingungen in der Kultur zur Verfügung gestellt. Allerdings handelte es sich bei den Ausgangszellen um einen ganz bestimmten Typus, nämlich um Keimbahnzellen, konkret Zellen aus den Hoden von Mäusen.

Mittlerweile ist klar, dass das Gen "Oct4" eine Schlüsselrolle bei der Reprogrammierung spielt. Schöler veröffentlicht mit seinem Team heute, Freitag, eine Arbeit in der Wissenschaftszeitschrift "Nature", in welcher er die Erzeugung von iPS aus menschlichen, neuralen Stammzellen alleine durch die Zugabe des Faktos "Oct4" meldet. Die Zellen würden sowohl in puncto Genexpression als auch Pluripotenz ES ähneln.

Suche nach "small molecules"
In normalen Körperzellen ist "Oct4" ausgeschaltet, in Keimbahnstammzellen dagegen in geringem Maße aktiv. Daher sind die Forscher um Schöler unsicher, ob die Reprogrammierung zu pluripotenten Zellen ohne die Zugabe von Genen oder Proteinen jemals mit anderen als den Hodenzellen funktionieren wird. Es läuft allerdings auch eine intensive Suche nach "small molecules", also kleinen, synthetischen Molekülen, welche die Aufgabe der ursprünglich eingeschleusten Gene und Proteine (als direkte Genprodukte) übernehmen. Dann könnte auch bei anderen Zellen die Uhr zurückgedreht werden, ohne dass ungewünschte Nebenwirkungen auftreten.

Offen ist bis jetzt auch noch, ob auch menschliche Keimbahnstammzellen für die Herstellung von iPS eingesetzt werden können. Relativ sicher sind sich die Wissenschafter allerdings, dass - wenn es gelingt - menschliche iPS nicht zur Herstellung von ganzen Organismen eingesetzt werden können. Die Gefahr, dass sich nach Überwindung der einen ethischen Hürde - Embryonen-Verbrauch - neue Bedenken einstellen, sei demnach gering. Totipotenz - also die Fähigkeit zur Entwicklung über Embryo bis zum kompletten Organismus - ist ausschließlich Eizellen zu eigen.

apa.at

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