Parkinsonforschung Ein Zwilling gegen das Zittern

Forschern ist es gelungen, Hautzellen von Parkinson-Patienten zu verjüngen und in Nervenzellen umzuwandeln. Ein wichtiger Schritt für eine wirksame Medikamenten-Therapie.

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Eine Krankheit des Alters: Am häufigsten treten erste Anzeichen einer Parkinson-Erkrankung zwischen dem 50. und 60. Lebensjahr auf. Die Symptome sind zitternde Hände, steife Muskeln und beeinträchtigte Bewegungen

Es ist ein Dilemma: Wie erforscht man eine Krankheit, die im Gehirn eines Erkrankten fortschreitet? Morbus Parkinson ist eine dieser neurologischen Leiden. Um zu erkennen, was dabei im Kopf passiert, bräuchten Mediziner einen direkten Einblick in die Zellen des Gehirns und des Nervensystems. Doch dies ist kaum möglich. Erst nach dem Tod des Betroffenen lassen sich diese Bereiche genauer untersuchen. Doch die Schüttellähmung ist ein Prozess, den man schrittweise in den Zellen verfolgen müsste. Nur so ließe sich verstehen, warum Menschen die Kontrolle über ihre Arme und Beine und schließlich auch über ihren Geist verlieren können.

"Wir müssen die Krankheit in die Petrischale bekommen", sagt Rudolf Jaenisch. Der deutsch-amerikanische Biomediziner arbeitet am angesehenen Whitehead Institut in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts. Bislang gebe es auch kein Tiermodell, um Parkinson und andere neurologische Erkrankungen wie etwa Alzheimer oder auch Multiple Sklerose zu beobachten. Dies könnte sich nun ändern. Jaenisch und sein Team haben einen Weg gefunden, jene Nervenzellen im Labor zu züchten, von denen die Forscher glauben, dass sie entscheidend für die Schüttellähmung sind.

Die Wissenschaftler beschreiben im Magazin Cell, wie sie Hautzellen von fünf Parkinson-Patienten zunächst in ihr embryonales Stadium zurückverwandelten. In dieser Phase können sich die Zellen in fast jedes Gewebe entwickeln. Schließlich gelang es, aus den verjüngten Alleskönnern besondere Nervenzellen zu züchten, die Dopamin produzieren konnten. Dieser Botenstoff wird bei vielen Parkinson-Patienten nicht mehr ausreichend gebildet, weil genau diese Zellen nach und nach absterben.

"Erstmals wird es mit solchen patientenspezifischen Zellen möglich sein, ein System zu entwickeln, um Parkinson auf der zellulären Ebene zu untersuchen", sagt Jaenisch. Der Ursprung der neuen Methode verbirgt sich allerdings hinter dem Kürzel iPS. Gemeint sind induzierte pluripotente Stammzellen, also jene Alleskönner, aus denen die Forscher die Nervenzellen gewannen.

Jaenisch und sein Team verfeinerten das Rezept, mit dem sie die iPS herstellten. Bislang gleichen diese Zellen ihren natürlichen Ebenbildern nicht eins zu eins. Das Problem: Fremde Gene und Viren sind nötig, um bei ausgereiften Körperzellen die Lebensuhr zurückzudrehen. Beides kann in den iPS Krebs befördern, da Spuren der Umwandlung zurückbleiben.

Die gröbsten Überbleibsel der Verjüngungskur konnte Jaenisch nun beseitigen. Zwar nutzten er und sein Team auch Viren, um die Hautzellen in iPS zu verwandeln. Aber mit einem Unterschied: Sie schnitten die benutzen Viren anschließend wieder aus dem Erbgut der verjüngten Zellen heraus, mitsamt der vier Gene c-Myc, Klf4, Oct4 und Sox2. Diese Reprogrammierungsfaktoren sind nötig, um der Zelle klarzumachen, dass sie ihre Entwicklung rückwärts abspulen soll. "Das hat geklappt, ohne dass die neuen Zellen darunter litten", sagt Jaenisch. "Viele Forscher waren bislang besorgt, dass die Viren ihre Gene mit ins Erbgut der reprogrammierten Zellen einbringen."

Dies scheint tatsächlich der Fall zu sein: "Es ist überraschend, aber mit unserer neuen Methode konnten wir zeigen, dass virenfreie iPS embryonalen Stammzellen viel ähnlicher sind als ihren ursprünglichen Zellen". Bislang rätseln Forscher, warum iPS sich noch vielfach von ihren embryonalen Geschwistern unterscheiden. "Aus embryonalen Stammzellen kann sich ein Fötus entwickeln, aus iPS nicht", sagt Jaenisch. "Die Frage ist: Woran liegt das?" Jetzt sei klar, dass die Viren offenbar einen großen Anteil an diesem Unterschied haben.

"Die Effizienz, der Wert und die Gründlichkeit der Studie von Jaenisch sind beeindruckend", sagt James Adjaye. Der Forscher am Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik war der Erste in Deutschland, der iPS züchtete. "Dies ist ein großer Sprung nach vorne." Nun gebe es eine Methode, mit der nicht nur das Voranschreiten von Parkinson anhand von Nervenzellen beobachtet werden kann. "Auch Tests an patienteneigenem Gewebe und die Entdeckung neuer Medikamente haben nun eine Grundlage."

"Auch Therapien werden kommen", davon ist Jaenisch überzeugt. "Doch das ist noch weit entfernt." Zu jung ist die Forschung an den iPS. Die Alleskönner könnten auch einmal benutzt werden, um Gewebe zu züchten, damit Querschnittgelähmte wieder laufen können und Alzheimer-Kranke ihre Geisteskraft behalten. Doch es gibt noch viele offene Fragen, sagt Adjaye: "Eine der wichtigsten ist, ob die zelleigene Reparatur nach dem Ausschnitt der Gene die DNA wieder korrekt zusammenflickt."

"Dieses Forschungsfeld ist derzeit heiß", sagt Jaenisch. Erst kürzlich gelang es britischen und amerikanischen Forschern ebenfalls, virenfreie iPS herzustellen. Die Wissenschaftler nutzten für ihr Verjüngungsprogramm ein Stück Erbgut, das sie in die erwachsenen Zellen einschleusten. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis weitere Fortschritte folgen werden.