Sie sind die Hoffnung vieler Stammzellforscher: kleine Alleskönner mit dem Namen iPS – induzierte pluripotente Stammzellen. Sie sind das Ergebnis einer Verjüngungskur. iPS entstehen, wenn Wissenschaftler ausgereifte und somit erwachsene Zellen so programmieren, dass sie sich zurück in einen embryonalen Zustand verwandeln. Aus ihnen kann sich fast jede Körperzelle entwickeln. Die Vision der Forscher: Herzinfarktpatienten, Querschnittgelähmten und Alzheimerkranken könnte so einmal mit speziell gezüchtetem Gewebe geholfen werden.

Die iPS lösen ein ethisches Problem. Um sie zu gewinnen, muss kein Embryo sterben. Dazu würde mit iPS gezüchtetes Gewebe vom Körper nicht abgestoßen, weil es genetisch identisch ist mit den ursprünglichen erwachsenen Zellen. Dieser Forscher-Traum ist jetzt ein Stück realer geworden: Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster und sein Team haben das Rezept zur Herstellung von iPS vereinfacht.

"Erst vor zwei Jahren ist es japanischen Forschern gelungen, durch die Zugabe von vier Genen ausgereifte Körperzellen in Alleskönner zurückzuversetzen", sagt Schöler. "Wir schaffen es nun mit einem Gen." Der Münsteraner und sein Team berichten im Wissenschaftsmagazin Cell, wie sie mit dem Gen Oct4 die Gehirnzellen von Mäusen neu programmierten. Dazu schleusten sie Oct4 mit einem Virus in die Zellen ein und siehe da: Die Hirnzellen begannen, sich zu verjüngen. Ein Gen reicht aus, um Zellen weiszumachen, sie seien noch Babys.

"Das ist der Beweis, dass Oct4 das Gen ist, das die Lebensuhr zurückdreht", sagt Schöler. Noch bis vor Kurzem mussten Forscher neben Oct4 noch die Gene Sox2, c-Myc und Klf4 hinzufügen, um iPS zu bekommen. Das Problem: "Aus dem ursprünglichen Cocktail sind die Gene Klf4 und c-Myc klassische Krebsgene." In Tierversuchen lösen solche Erbanlagen häufig Tumore aus, wenn sie künstlich in die Zelle eingebracht werden. Deshalb versuchen Wissenschaftler, eine Umwandlung erwachsener Zellen mit weniger Genen zu erreichen. Erst im vergangenen Juli berichtete Schölers Gruppe, sie hätte die begehrten iPS mit nur zwei eingeschleusten Gene geschaffen, wobei eine Erbanlage noch immer aus einem Krebsgen bestand.

Jetzt entdeckten die Forscher, dass c-Myc, Klf4 und Sox2 bereits in den Hirnzellen der Mäuse aktiv sind. Die Gene sind immer in der Zelle zu finden und werden von ihr in Schach gehalten. Erst wenn die Erbanlagen zusätzlich von außen eingeschleust werden, ist die Zelle überfordert und bildet möglicherweise Krebs.

Nun ist allerdings klar: "Oct4 reicht  für die Reprogrammierung aus. Wir bringen also keine Tumorgene mehr in die Zellen." Rund vier Wochen, nachdem die Forscher das Gen in die Hirnzellen der Mäuse schleusten, entstanden ihre embryonalen Vorläufer, die sich in Nervenstamm-, Herzmuskel- und Keimzellen entwickeln können. Aus diesen drei Typen entstehen jegliche Zellen des Körpers und damit alle Gewebearten und Organe.

Dennoch sind die Ergebnisse mit Vorsicht zu genießen. Noch weiß niemand genau, wie sich aus den iPS gezielt einzelne Körperzellen züchten lassen, geschweige denn ganze Muskeln oder Organe. Dies bleibt vorerst eines der größten Geheimnisse der Stammzellforschung, denn die iPS allein können nicht verwendet werden. Ein weiteres Problem: Die nun umprogrammierten Zellen sind Mäusezellen. Auf dem Weg zur Anwendung auch im Menschen sei dies dennoch ein großer Schritt, sagt Schöler. 

Ziel der Forscher ist es jetzt, ganz auf eingeschleuste Gene zu verzichten. "Anfangs waren vier Gene nötig, dann drei, zwei und jetzt eins - danach kommt null." Zudem ist die Fähre, mit der die Gene in die Zelle gelangen, zu riskant. Durch die Viren ist die Gefahr immer noch erhöht, dass sich aus den iPS Krebs bildet. Schöler und sein Team arbeiten bereits an diesem Problem. Kleine Moleküle, die "small molecules", könnten die Verjüngungskur der Zelle ganz ohne Gene von außen aktivieren, hoffen die Forscher.

Die iPS könnten also tatsächlich einmal therapeutische Anwendung finden und die Gewinnung embryonaler Stammzellen revolutionieren. Dass die Methode prinzipiell auch bei menschlichen Zellen funktioniert, konnten japanische Forscher um Shinya Yamanaka von der Universität in Kyoto bereits 2007 zeigen. Sie versetzten Hautzellen eines erwachsenen Menschen zurück in eines der frühesten Stadien ihrer Existenz. Allerdings waren dafür noch alle vier Gene nötig.