Forschung Embryonale Stammzellen sind weiter unentbehrlich

Vorerst bleiben embryonale Zellen in der Forschung Goldstandard. Doch Stammzellen, die ohne einen Embryo zu verbrauchen, gewonnen werden können, sind vielversprechend.

Tiefgefroren: Ohne die Forschung an embryonalen Stammzellen wären die Erfolge alternativer Möglichkeiten undenkbar gewesen

Tiefgefroren: Ohne die Forschung an embryonalen Stammzellen wären die Erfolge alternativer Möglichkeiten undenkbar gewesen

Sie gelten als die saubere und doch wirkungsvolle Alternative zu embryonalen Stammzellen. Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) können gewonnen werden, ohne dabei Embryonen oder Eizellen zu verbrauchen. Und es besteht Hoffnung, dass sie – anders als die wenig flexiblen adulten Stammzellen – so vielseitig sind wie embryonale Stammzellen und sich zu zahlreichen Gewebtypen entwickeln können.

Daher ist es nicht erstaunlich, dass die Forschungserfolge in Sachen iPS in den vergangenen Jahren viel Aufmerksamkeit erfuhren. Im Jahr 2006 war es einer japanischen Arbeitsgruppe erstmals gelungen, Zellen von Mäusen in den Tausendsassa-Zustand zurückzuprogrammieren. Später gelang die Rückführung in den pluripotenten Zustand auch mit menschlichen Zellen.

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Obwohl Deutschland derzeit zwischen zwei Regierungen steht, kommt jetzt von zwei Akademien eine Empfehlung zu "Neuen Wegen der Stammzellforschung", die sich vor allem an die Politik richtet. "Wir wollten das Thema frühzeitig aufgreifen", sagte Volker ter Meulen, Präsident der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, bei der Vorstellung des schmalen Bändchens in der vergangenen Woche in Berlin. Es ist in Zusammenarbeit mit der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften entstanden.

Die Zellen

In den ersten Tagen seiner Entwicklung ist ein Embryo noch nicht ausdifferenziert – das heißt, aus seinen Zellen können sich noch alle möglichen Organe entwickeln. Diese Tatsache will die Forschung sich zu nutze machen, und aus solchen embryonalen Stammzellen Ersatzgewebe züchten. Erstmals wurden 1981 embryonale Stammzellen aus Mäusen isoliert. Im Jahr 1998 gelang es dem amerikanischen Forscher James Thomson von der Universität Wisconsin die ersten Zell-Linien aus menschlichen Embryonen zu züchten.

Doch auch Erwachsene können noch Stammzellen bilden, zum Beispiel im Knochenmark, wo daraus immer neue Blutzellen entstehen. Diese adulten Stammzellen, auf die Gegner der Forschung an embryonalen Zellen hoffen, können ebenfalls Gewebe nachbilden. Allerdings sind sie nicht so wandlungs- und vermehrungsfähig. Bei Querschnittgelähmten, die sich in den USA freiwillig einer Stammzelltherapie unterziehen wollen, hofft man, zerstörtes Nervengewebe regenerieren zu können.

Was können sie?

Ob Alzheimer, Parkinson, Diabetes, Querschnittlähmung oder Herzinfarkt – bei diesen Krankheiten stirbt Gewebe ab oder wird geschädigt, sodass die Organe nicht mehr richtig funktionieren. Forscher hoffen, aus embryonalen Stammzellen Ersatzgewebe zu züchten. Zudem könnte man an so hergestelltem Gewebe Medikamente testen.

Umstrittene Forschung

In Deutschland ist die Herstellung von Embryonen zur Stammzellgewinnung verboten. Damit soll das ungeborene Leben geschützt werden. Zwar befinden sich die Embryonen bei der Zellentnahme in einem frühen Entwicklungsstadium und bestehen erst aus wenigen Zellen, doch theoretisch könnte aus ihnen ein Mensch heranwachsen, würden sie in die Gebärmutter einer Frau eingepflanzt.

In anderen Ländern, zum Beispiel in den USA, werden Embryonen für die Forschung genutzt, die bei der künstlichen Befruchtung "übrig" geblieben sind. Bis April 2008 war in Deutschland nur die Forschung an embryonalen Stammzellen erlaubt, die aus dem Ausland stammen und vor dem 1. Januar 2002 gewonnen wurden. Da diese alten Zelllinien durch die häufige Vervielfältigung verunreinigt und genetisch verändert sind, wurde dieser Stichtag im April 2008 auf den 1. Mai 2007 vorverlegt.

Viele Wissenschaftler fordern eine weitere Lockerung der Gesetzgebung in Deutschland, um international konkurrenzfähig zu sein. Einige Gegner wollen ein generelles Verbot der Forschung an embryonalen Stammzellen.

iPS

Das Kürzel steht für induzierte pluripotente Stammzelle. Sie 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 praktisch jeder Zelltyp des Körpers entstehen.

Die iPS sind genetisch identisch mit den ursprünglichen Hautzellen. Ein entscheidender Vorteil: Daraus gezüchtetes Gewebe würde nach einer Transplantation vom Immunsystem des Zellspenders nicht abgestoßen werden. Die iPS könnten zudem in Zukunft ein ethisches Problem lösen: Um sie zu gewinnen, muss kein Embryo sterben.

Erstmals gelang die Reprogrammierung 2006 dem Team des japanischen Stammzellforschers Shinya Yamanaka mit Mauszellen. 2008 verwandelte Kevin Eggan von der Universität in Harvard menschliche Hautzellen zunächst in Stammzellen und anschließend in Nervenzellen

Möglich wurden die iPS, weil die Forschung an echten embryonalen Stammzellen zuvor vier Erbfaktoren identifiziert hatte, die für den jungfräulichen Status der Zelle entscheidend sind.

Deren Präsident Günter Stock äußerte die große Hoffnung, man werde bald mit den iPS dieselben Ziele erreichen können wie mit embryonalen Stammzellen, mit denen in Deutschland nur unter strengen Auflagen geforscht werden darf. So dürfen die Wissenschaftler nur embryonale Stammzellen nutzen, die vor dem 1. Mai 2007 im Ausland hergestellt worden sind.

Weil iPS ethisch weitaus weniger bedenklich sind, wird ihnen eine große Zukunft vorausgesagt. Es wäre etwa denkbar, Kindern mit Leukämie Hautzellen zu entnehmen, die zuerst in iPS zurückprogrammiert, dann zu Blutstammzellen entwickelt und den Patienten nach einer Chemotherapie zum Aufbau gesunder Blutzellen gegeben werden. Außerdem können die iPS auch genutzt werden, um die Wirkung neuer Arzneimittel im Labor zu testen.

Schließlich könnte man sie eines Tages auch für echte Gentherapien nutzen. Bei Mäusen mit Sichelzellanämie ist das bereits gelungen: Kranke Zellen wurden im Labor zunächst zu iPS rückprogrammiert, aus denen Zellen ohne den Defekt gezüchtet werden konnten.

"Ohne die Forschung mit embryonalen Stammzellen hätte man allerdings die Gene nicht identifizieren können, die Zellen pluripotent machen", gab der Charité-Humangenetiker Karl Sperling zu bedenken. Diesen Erkenntnissen ist es zu verdanken, dass die künstliche Rückprogrammierung gelingen konnte.

Die embryonalen Stammzellen werden weiter gebraucht, machte Anna Wobus vom Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben deutlich. "Sie bleiben unser Goldstandard, wir müssen die iPS-Zellen unbedingt mit ihnen vergleichen." Die Akademien empfehlen der Politik folglich, das gesamte Gebiet der Stammzellforschung verstärkt zu fördern, auch die Arbeit an embryonalen Zellen.

 
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