Vom Schwein in den Kopf

Forscher versuchen, das menschliche Hirn mit Tier- und Tumorzellen zu kurieren

Am 23. Juni 1998 setzt Douglas Kondziolka den Bohrer an. Der Neurochirurg der University of Pittsburgh treibt ein Loch in den Schädel von Alma Cerasini. Die 62jährige hatte im September 1997 einen Schlaganfall erlitten, der ihre rechte Körperhälfte lähmte. Auch das Sprechen fiel der Krankenschwester schwer. Durch das Loch in der Schädeldecke spritzt der Chirurg zwei Millionen Nervenzellen (Neuronen) in den Kopf seiner Patientin. Die Frischzellenkur ist eine Weltpremiere: Kondziolka versucht, das vom Schlaganfall zerstörte Hirngewebe mit Zuchtzellen aus der Kulturschale zu ersetzen.

Die Neuronen wurden in den Labors von Layton Bioscience im kalifornischen Atherton aus den Zellen eines Teratokarzinoms herangezüchtet. Den Biotechnikern des 1991 gegründeten Unternehmens war es gelungen, die Tumorzellen zur Bildung von Nervengewebe anzuregen. Lange Zeit wurden die so gewonnenen Neuronen nur in der Kulturschale für Experimente in der Grundlagenforschung verwendet.

Nach den Menschenversuchen beginnt das bange Warten

Das Experiment gelang. Einige Monate nach der Zelltransplantation beobachtete der Forscher, wie die Tiere einen Teil ihrer Beweglichkeit wiedererlangten. Die transplantierten Neuronen waren in das Nervensystem der Tiere integriert worden und leisteten dort gute Arbeit. Vor allem aber konnte Sanberg zeigen, daß die Nachkommen der Krebszellen im Gehirn nicht weiterwucherten: Einmal zu Nervenzellen herangereift, stellten sie ihr zerstörerisches Wachstum ein. Im Sommer vergangenen Jahres erteilten die US-Behörden die Genehmigung für klinische Tests am Menschen.

Alma Cerasini war die erste von neun Patienten, denen Douglas Kondziolka die Laborzellen implantiert hat. Drei weitere Versuche, in denen er größere Zellmengen einsetzen will, stehen noch aus. Dann beginnt das bange Warten. Denn Kondziolka und Kollegen stochern mit ihren Injektionsnadeln gewissermaßen im Nebel. Ob das Verfahren auch bei kranken Menschen wirkt und ihnen einen Teil ihrer verlorengegangenen Fähigkeiten zurückbringt, das wird sich vermutlich erst in einigen Monaten zeigen.

Paul Sanberg ist unterdessen auf einer neuen hoffnungsvollen Spur: Er testet sogenannte Sertoli-Zellen, die in Schweinehoden das empfindliche reproduktive Gewebe schützen. Im Rattenhirn sollen diese Zellen nun Nerven vor den Auswirkungen der Parkinsonschen Krankheit bewahren. Die Sertoli-Zellen stammen aus den Labors von Theracell, einer Tochter von Titan Pharmaceuticals in San Francisco. "In spätestens zwei Jahren können wir die Schweinehodenzellen am Menschen testen", verkündete der Neurologe auf der Tagung der AAAS im kalifornischen Anaheim.

Sollten Sanbergs Experimente tatsächlich in eine medizinische Therapie münden, hätten die Forscher ein ethisches Dilemma elegant umschifft: Bisher konnten bei Transplantationen lediglich fetale Hirnzellen die Parkinson-Symptome lindern helfen. Die Zellen produzieren den Botenstoff Dopamin, der den Patienten fehlt. Sanbergs jüngster Ansatz ist ein anderer: Statt defekte Zellen zu ersetzen, gibt er sie gleichsam in Pflege. Durch die Ausschüttung von Wachstumsfaktoren helfen die Sertoli-Zellen dem angegriffenen Gewebe bei der Regeneration. Die körpereigenen Neuronen beginnen - zumindest im Tierversuch - wieder mit der Dopaminproduktion.

Die Liste weiterer Krankheiten, die Zelltransplanteure in Zukunft heilen wollen, ist lang: Schizophrenie, Chorea Huntington, multiple Sklerose und Epilepsie, Schlaganfälle, Querschnittslähmungen und Hirnverletzungen. Wie in kaum einem anderen Bereich der Biotechnik haben sich die Forscher mit den Entwicklungsabteilungen junger Unternehmen zusammengeschlossen. Die Euphorie, mit der die Wissenschaftler von ihren Tierexperimenten berichten, schürt die Phantasie von Börsenspekulanten. Das ökonomische Potential der Zelltherapie scheint gewaltig, beruht jedoch bisher überwiegend auf Spekulationen. So wird der Poker der Spekulanten zum gewagten Spiel mit den Hoffnungen unzähliger Patienten:

-Die Bostoner Firma Diacrin wagte 1995 den weltweit ersten klinischen Test mit transplantierten Schweinezellen an Menschen. Gegenwärtig laufen Versuche der klinischen Phase II, in denen der Einsatz fetaler Schweinezellen gegen Parkinson erprobt wird. Auch Therapien gegen Huntington und Epilepsie befinden sich in der klinischen Erprobungsphase.

-CytoTherapeutics in Lincoln, Rhode Island, verpackt tierische Zellen in feine Membranen. So sind die fremden Transplantate vor dem menschlichen Immunsystem geschützt. Ein schwedisches Schwesterunternehmen testet derzeit den Einsatz von Rinderzellen gegen chronische Schmerzen bei Krebskranken im Spätstadium. Die Rinderimplantate setzen biologische Schmerzmittel wie Katecholamine und Opioide frei.

-Die Entwickler bei Osiris Therapeutics in Baltimore züchten Stammzellen als Ersatz für Bindegewebe, Muskeln oder Fettgewebe in ihren Labors. Der erste Einsatz soll gegen Knochenmarksdefekte in Folge einer Hochdosis-Chemotherapie erfolgen. Zusammen mit dem Schweizer Unternehmen Novartis arbeiten die Osiris-Entwickler auch an Therapien gegen Osteoporose und Osteoarthritis.

-Die Novartis-Tochter SyStemix entwickelt mit blutbildenden Stammzellen neue Therapieansätze gegen Tumore, erbliche Blutkrankheiten und Autoimmunstörungen, etwa Aids. Hierzu wollen die SyStemix-Forscher ihre Zellen auch gentechnisch aufrüsten.

Wie die Kombination aus Zell- und Gentherapie wirken könnte, zeigen Experimente von Mark Tuszynski an der University of California in San Diego. Er konnte durchtrennte Nervenfasern im Rückenmark querschnittsgelähmter Ratten zum erneuten Wachstum anregen. Dazu stattete er Bindegewebszellen mit einem zusätzlichen Gen für einen Wachstumsfaktor (Neurotrophin-3, kurz NT-3) aus. Letzterer fördert das Nervenwachstum bei Föten. So aufgerüstete Zellen spritzte Tuszynski den Nagern ins Rückenmark - und die Nerven begannen zu sprießen. Die Tiere erlangten die Kontrolle über ihre Muskeln zum Teil zurück. Dann kam jedoch der Rückschlag: Die Neuronen hörten nicht mehr auf zu wachsen. Jetzt experimentiert der Kalifornier mit einem menschlichen Wachstumsfaktor (Nerve Growth Factor, NGF). NGF sei nicht so wirkungsvoll wie TN-3 und vermöge die Regeneration der Neuronen rechtzeitig zu stoppen, hofft Tuszynski. Er setzt auf eine Kombination der beiden Botenstoffe und behauptet: "Alles, was wir jetzt noch brauchen, ist eine andere Gruppe, die unsere Experimente an Ratten und größeren Tieren wiederholt. Dann können wir unseren Ansatz am Menschen erproben."

Verändern die neuen Zellen im Hirn die Persönlichkeit?

Machen die neuen Ansätze in der Zelltherapie den umstrittenen Einsatz embryonaler Stammzellen überflüssig? Werden sich Tiere als universale Zellspender etablieren? Vermutlich nicht. Denn nur im Gehirn oder von einer Membran umhüllt sind eingespritzte tierische Zellen vor Attacken des Immunsystems halbwegs geschützt. Auch der Einsatz von blutbildenden Stammzellen oder Bindegewebskulturen wird auf bestimmte Anwendungen beschränkt bleiben.

Wer hingegen fetale Stammzellen transplantieren will, muß nicht mehr darauf warten, daß er sie einem abgetriebenen Fetus entnehmen darf. Evan Snyder, Neurologe an der Kinderklinik der Harvard Medical School in Boston, konnte zeigen, daß sich Stammzellen auch züchten lassen. "Wir arbeiten seit über drei Jahren mit Nachfahren von Zellen, die wir einmal einem Fetus entnommen haben", erklärt Snyder. Je nachdem, in welche Regionen eines Mäusehirns er die menschlichen Zellen transplantierte, entwickelten sie sich zu verschiedenen Nervenzelltypen, paßten sich umliegendem Gewebe an.

Erstaunt beobachten die Forscher, daß die Zellen nicht nur in der neuen Umgebung überleben können. Die transplantierten Zellen werden sogar aktiv in das Gewebe integriert, wie Stefan Bluml vom Huntington Medical Research Institute in Santa Barbara feststellte. Der gebürtige Deutsche hatte die Neurotransplantate in den Hirnen von Parkinson-Patienten mit bildgebenden Verfahren untersucht. Ergebnis: Die neuen Nervenzellen waren intensiv an der Informationsverarbeitung im Gehirn beteiligt.

Werden in Zukunft also Lahme gehen, Blinde wieder sehen können? Detlef B. Linke, Hirnforscher an der Universität Bonn, warnt vor übereilten Hoffnungen. Selbst wenn die Technik dereinst Erfolg haben sollte, werde sie "die Belastungsfähigkeit der Psyche und des Organismus auf eine harte Probe stellen". Linke sieht die Identität der Empfänger in Gefahr: "Wieviel Hasenhirn müßte einem eingepflanzt werden, damit er als Hase bezeichnet werden müßte?"