Stammzellforschung Der Jungbrunnen

Mit neuen Verfahren wachsen auch in Deutschland menschliche Stammzellen. Ist die Debatte um die Embryonenforschung überholt?

Im vergangenen Sommer entdeckte Annette Schavan ihr Herz für die Stammzellforschung. »Am Geld wird es nicht scheitern«, versprach die Bundesforschungsministerin. Wenig später hob ihr Haus eine Initiative zur »Förderung von Forschungsprojekten zur Gewinnung pluri- oder multipotenter Stammzellen« aus der Taufe – fünf Millionen Euro für zunächst drei Jahre. Auch die Kanzlerin setzt auf die Forschung. Wie ihre Ministerin befürwortet Angela Merkel eine Änderung der umstrittenen Stichtagsregelung des Gesetzes. Es gestattet deutschen Forschern bisher lediglich den Import embryonaler Stammzellen, die vor dem 1. Januar 2002 gewonnen wurden. Dieses Material gilt als veraltet. Deshalb soll sich das Parlament noch vor Ostern mit einer Gesetzesnovelle befassen, eine Änderung gilt als mehrheitsfähig.

Befürworter und Gegner der Stammzellforschung beharken sich im Vorfeld der Entscheidung seit Wochen mit ethischen Argumenten. Derweil haben Wissenschaftler in Japan, in den USA und jetzt auch in Deutschland im Wettlauf um die begehrten embryonalen Stammzellen neue Realitäten geschaffen. US-Forscher wollen einzelne Stammzellen aus Embryonen gewonnen haben, ohne diese zu zerstören. Und ein völlig neues Verfahren ermöglicht den Wissenschaftlern die direkte Herstellung der Zellen aus erwachsenen Hautzellen. Hierfür wird gar kein Embryo mehr benötigt. Einige Beobachter der Szene meinen bereits, im Licht der neuen Erkenntnisse könne man die deutsche Bioethikdebatte samt Gesetzesnovelle als gegenstandslos betrachten.

Eines der Labors, die die Revolution in der Biotechnik vorantreiben, ist nicht weit vom Reichstag entfernt. Im Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik züchtet der Stammzellforscher James Adjaye seit Kurzem die ersten deutschen iPS. Das kryptische Kürzel steht in der Fachsprache für induzierte pluripotente Stammzelle, einen Typ Zellen, der lange als ferner Traum kühner Zellbiologen galt. Solche Zellen entstehen, wenn man die ausgereiften Körperzellen eines Erwachsenen mit Hilfe der Biochemie auf einen sehr frühen, quasiembryonalen Zustand zurückprogrammiert. Dann entwickeln etwa Hautzellen Eigenschaften von Embryozellen: Aus ihnen kann (fast) jeder Zelltyp des Körpers entstehen, einen vollständigen Embryo aber können sie nicht bilden. Wie beim umstrittenen Klonen sind diese Zellen genetisch identisch mit den ursprünglichen Hautzellen. Das ist ihr entscheidender Vorteil: Daraus gezüchtetes Gewebe würde nach einer Transplantation vom Immunsystem des Zellspenders nicht abgestoßen werden.

Die neuen Berliner Zellen sind aus menschlichem Hautgewebe entstanden. Adjaye und sein Team haben in die Zellen in einem Versuch drei, in anderen Experimenten gleich vier Gene übertragen. Die ausgewählten Gene enthielten Konstruktionsanleitungen für sogenannte Transkriptionsfaktoren, eine bestimmte Sorte Proteine, die die Aktivitäten anderer Gene regulieren. Die eingeschleusten Erbanlagen bewirkten Erstaunliches: In Adjayes Retorten begannen die behandelten Hautzellen sogleich mit ihrer Rückverwandlung in frühe Embryozellen. Noch könne man sich nicht aller Eigenschaften seiner Zellkulturen ganz sicher sein, sagte Adjaye diese Woche bei einem Stammzell-Symposium im italienischen Pavia. Allerdings seien die ersten Identitätstests an seinen Zellen bereits positiv verlaufen, versicherte der aus Ghana stammende Brite.

Schon seit einem Jahr tüfteln die Berliner Max-Planck-Forscher an der Reprogrammierung von Zellen (Fibroblasten) aus der Menschenhaut. Sollten sich die Analysen bestätigen, wäre ihnen gleich eine doppelte Premiere geglückt: die ersten pluripotenten Stammzellen aus einem deutschen Labor und die ersten iPS in Europa.

Dass eine Art Jungbrunnenprogramm auch in menschlichen Zellen existieren muss, wissen die Forscher seit rund zehn Jahren. Das belegten zwei Entdeckungen, die weltweit Aufsehen erregten: Als erstens das Klonschaf Dolly aus einer alten Euterzelle heranwuchs und es zweitens dem US-Forscher James Thomson gelang, aus menschlichen Embryonen embryonale Stammzellen (ES-Zellen) zu züchten, war prinzipiell bewiesen, dass der Weg von der Eizelle zum erwachsenen Organismus keine Einbahnstraße ist. Offenbar führt auch eine biochemische Route zurück in den frühesten Zustand der Existenz. Diese Geheimformel zu enträtseln, hielten viele Experten für eine Jahrhundertaufgabe. Etliche meinten, sie sei unlösbar.

Von dieser Skepsis ließen sich die Stammzellforscher jedoch nicht bremsen. Hartnäckig untersuchten sie die Eigenschaften embryonaler Stammzellen und arbeiteten gegen alle Widerstände der Kritiker weltweit an Verfahren zum Klonen von Zellen. Ihnen ging es um grundlegende Erkenntnisse und nicht nur um medizinische Therapiehoffnungen: Wenn sie das Embryo-Enigma vollständig gelöst und die Mechanik der ewigen Jugend im Erbgut freigelegt haben, schicken sich die Biologen an, die Herrschaft von Alter, Vergänglichkeit und Tod über den Menschen zu brechen.

Scheinbar gelingt dies schneller, als selbst Optimisten glauben wollten. Schon vor 2006 hatten Untersuchungen an konventionell aus überzähligen Embryonen erzeugten ES-Zellkulturen rund zwei Dutzend genetische Faktoren als potenzielle Kandidaten für das Wunderelixier zutage gefördert. Im Sommer 2007 war es dann so weit. Nach einem nicht vollständig erfolgreichen Versuch im Jahr zuvor gelang dem Team des japanischen Stammzellforschers Shinya Yamanaka von der Universität Kyoto erstmals die Umwandlung von Maushautzellen in induzierte pluripotente Stammzellen. Lediglich vier Faktoren von der Kandidatenliste hatten die Japaner dafür in das Erbgut der erwachsenen Zellen einschleusen müssen. Zugleich präsentierten auch der deutschstämmige Stammzellforscher Rudolph Jaenisch vom MIT in Boston und sein aus Österreich stammender Kollege Konrad Hochedlinger von der Harvard University auf demselben Weg erzeugte iPS. An Bedeutung seien diese Forschertaten nur noch mit dem Klonschaf Dolly vergleichbar, urteilte der Stammzellexperte Hans Schöler vom Münsteraner Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin damals.

Damit sollte er recht behalten. Denn schon im November 2007 führte das Forscherteam aus Kyoto den gleichen Trick auch mit Menschenzellen vor. Yamanaka und seine Kollegen berichteten im Fachblatt Cell, man habe dieselben vier Verjüngungsfaktoren benutzt, die auch in den Mauszellen das Embryonalprogramm angeworfen hätten. Zugleich präsentierte der Stammzellpionier James Thomson von der University of Wisconsin in Science Menschenzellen, die er in den Quasiembryonalzustand reprogrammiert hatte.

Inzwischen kursieren für »the cocktail«, wie das magische Elixier unter Zellbiologen genannt wird, variierende Rezepte. Zu den Faktoren, die via Gentransfer in die Zellen geschleust werden müssen, zählen jedenfalls zwei entscheidende Spieler: das Steuerungsprotein Oct-4 und sein Pendant Nanog, benannt nach Tír nan Óg, dem Land der ewigen Jugend in der keltischen Mythologie.

Angesichts dieses Erfolges scheint nun offenkundig, dass die Verfechter der Forschung an herkömmlichen ES-Zellen zu Recht darauf verwiesen hatten, ihre Ergebnisse würden bald auch die Zerstörung von Embryonen überflüssig machen. Ohne die vorherigen Befunde der ES-Zellforscher wäre die Rezeptur des Cocktails unbekannt geblieben.

Inzwischen melden die Wissenschaftler auch bei der Erzeugung herkömmlicher ES-Zellen aus menschlichen Embryonen Erfolge, die ethische Bedenken deutlich reduzieren könnten. So verkündeten Robert Lanza, ein Stammzellforscher vom US-Unternehmen Advanced Cell Technology, und seine Kollegen vor wenigen Tagen in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell, sie hätten ein Verfahren entwickelt, das die Gewinnung von ES-Zellkulturen aus einer einzelnen Zelle eines menschlichen Embryos erlaube. Insbesondere werde der Embryo bei der Entnahme dieser Einzelzelle in der Regel nicht geschädigt.

Im Prinzip ist die eingesetzte Zellbiopsie bereits bekannt, nämlich aus der Präimplantationsdiagnostik PID. Hierbei wird frühen Retortenembryonen, die bereits aus mehreren Zellen bestehen, jeweils eine Zelle entnommen für den Zweck eines Gentests, falls etwa die Familien der Eltern mit einer tödlichen Erbkrankheit belastet sind. Allerdings lässt sich bezweifeln, ob die schonende Technik den Forschern tatsächlich zu mehr ES-Zellkulturen verhelfen wird. In Ländern wie Schweden, Israel oder Großbritannien ist die Herstellung von ES-Zellkulturen ohne solche Umwege erlaubt. Sie nutzen überzählige Embryonen – warum also eine komplizierte Technik bemühen? In Deutschland dagegen hilft das Advanced-Cell-Verfahren auch nicht weiter: Hierzulande ist auch die Embryobiopsie illegal.