Stammzellen

Was bin ich?

Kanadische Wissenschaftler haben eizellähnliche Strukturen aus der Haut von Schweinen gewonnen. Das Besondere daran: Möglicherweise ist jede Zelle neu programmierbar. Die Grenzen zwischen Keim-, Stamm- und Körperzelle verwischen

Gut drei Jahre ist es her, da geschah unter den Augen von Karin Hübner Wundersames. Die Mitarbeiterin des damals noch in Pennsylvania forschenden Hans Schöler beobachtete embryonale Stammzellen (ES-Zellen) der Maus. Sie waren im Begriff, sich in Körperzellen zu verwandeln. Und zwar fast in alle Arten von Körperzellen, die zu einem späteren Zeitpunkt auch im normalen Nager auftreten. Einen Zelltyp hatte man nie gefunden: Keimzellen, also Eizellen und Spermien, schienen nicht zum Repertoire der ES-Zelle zu gehören. Zumindest nicht, bis Hübner unter dem Mikroskop das sah, was in einem Labor zuvor noch niemand beobachtet hatte: Sie sah, wie aus einer Stammzelle eine Eizelle heranreifte - und wie diese Eizelle sprang . Die Veröffentlichung von Hübners Arbeit im Wissenschaftsmagazin Science markierte einen Meilenstein der Entwicklungsbiologie. Das Dogma, dass sich Körper- und Keimzellen auf voneinander unabhängigen Bahnen entwickeln und embryonale Stammzellen nicht in der Lage sind, Keimzellen hervorzubringen, war plötzlich hinfällig geworden.

Einen ähnlichen Erfolg wie den von Karin Hübner wollen nun auch kanadische Wissenschaftler errungen haben. Das in der April-Ausgabe von publizierte Papier beschreibt etwas, das vor drei Jahren wohl die wenigsten für möglich gehalten hätten: Paul Dyce und seine Kollegen von der Universität von Guelph haben in ihrem Labor demnach eizellähnliche Gebilde aus Stammzellen der Haut gewonnen. Das Interessante daran: Diese Stammzellen waren nicht mehr embryonal - sie entstammen weit fortentwickelten Schweineföten, in denen verschiedenen Zelltypen längst voneinander abgrenzbar sind und spezialisierte Gewebe bilden. Das Potenzial, Eizellen zu formen, besitzen in diesem Stadium der Entwicklung eigentlich nur noch die Zellen der späteren Eierstöcke.

Den Hautstammzellen, die Dyce für seine Experimente nutzte, konnte zwar bereits ein gewisses Spektrum an Entwicklungsmöglichkeiten nachgewiesen werden. Sie bildeten unter anderem auch Nervenzellen. Doch der Sonderfall Keimzelle stand auf einem anderen Blatt - bis jetzt. Gaben die Forscher die Stammzellen nämlich in Nährflüssigkeit, die mit bestimmten Hormonen angereichert war, konnten sie fast dasselbe beobachten, was Hübner als erste in einer Kulturschale gesehen hatte: Die Stammzellen bildeten kleine Zellhäufchen, die wie die der heranreifender Eizellen (so genannte Follikel) aussahen. Die Eizelle selbst produzierte dabei einen Faktor, der für embryonale Stammzellen und sich entwickelnde Keimzellen, nicht aber für Hautstammzellen kennzeichnend ist. Und die äußeren Zellen dieser Follikel taten etwas, was sonst auch nur natürliche Follikel tun: Sie stellten eigenständig winzige Mengen des weiblichen Hormons Östrogen her. Schließlich beschreiben Dyce und sein Team noch, wie sich auch bei diesen Follikeln ohne Befruchtung Strukturen entwickeln, die einem wenige Tage alten Embryo ähneln. Solche durch Parthogenese (zu deutsch Jungfernzeugung) geformte Strukturen hatte auch Karin Hübner beobachtet.

Doch was bringt nun die Erkenntnis, dass in der Haut ungeborener Ferkel Zellen schlummern, aus denen sich im Reagenzglas etwas züchten lässt, das einer Eizelle mehr als ähnlich ist? Nichts für die Praxis, soviel steht fest. Zum einen müssen die Kanadier erst noch zeigen, dass diese eizellähnlichen Strukturen auch tatsächlich das tun können, was Eizellen eben können: Sich befruchten lassen und gesunden Nachwuchs hervorbringen. Das ist bisher auch mit den Eizellen aus Hübners Experimenten nicht gelungen. Und zum anderen gilt es, die Versuche mit Zellen von geborenen Tiere und auch Menschen zu wiederholen. Erst dann ließe sich über eine reproduktionsmedizinische Verwertung spekulieren.

Für die das biologische Verständnis vom Wesen der Zelle aber sind die Resultate aus Guelph bereits jetzt von Bedeutung: Denn wenn nicht nur embryonale Stammzellen das Potenzial haben, sich in Keimzellen zu verwandeln, sondern auch weiter spezialisierte Stammzellen dazu in der Lage sind, und wenn sich umgekehrt Keimstammzellen in embryonale Stammzellen verwandeln lassen , wie deutsche Forscher jetzt herausfanden, dann verwischt nicht nur die Grenze zwischen Keimbahn und Körper. Sondern es scheint immer weniger klar, ab wann und inwiefern Zellen überhaupt die Fähigkeit verlieren, sich rückwärts zu entwickeln und verloren gegangene Fähigkeiten wieder aufzugreifen. Je weiter die Forschung hier vorankommt, desto mehr drängt sich die Erkenntnis auf, dass womöglich jede Zelle alles ist - dass nur ihr biochemisches Umfeld darüber entscheidet, welches Gesicht sie annimmt. In diesem Fall wäre praktisch jede Zelle reprogrammierbar.

So fantastisch das klingt: Natürlich gilt es, vorsichtig zu bleiben. Auch die kanadischen Forscher formulieren die Möglichkeit, dass Hautstammzellen die Fähigkeit zur Reprogrammierung in sich tragen, als die letzte von dreien. Die Eizellen könnten theoretisch auf in der Haut verloren gegangene Keimstammzellen zurückgehen. Oder das endgültige Schicksal der Zellen entscheide sich eben erst sehr spät, zu einem Zeitpunkt, der jenseits der 45. Schwangerschaftswoche eines Schweins liegt. Dennoch, ausgesprochen wahrscheinlich ist keine dieser beiden Varianten - und das bedeutet vor allem eines: Die Stammzellforschung, zuletzt von Skandalen und Rückschlägen geplagt, ist wieder verdammt spannend geworden.