EhrungMedizin-Nobelpreis geht an zwei Zellforscher

Sie haben die biologische Uhr zurückgedreht: John Gurdon aus Großbritannien und der Japaner Shinya Yamanaka erhalten den Nobelpreis für die Rückprogrammierung von Zellen.

John Gurdon aus Großbritannien und der Japaner Shinya Yamanaka erhalten den Nobelpreis für Medizin. Die beiden Zellforscher bekommen die Auszeichnung für die Rückprogrammierung erwachsener Körperzellen in einen Zustand, in dem diese sich wie embryonale Stammzellen zu allen möglichen Gewebearten entwickeln können. Als iPS-Zellen wurden diese induzierten pluripotenten Stammzellen bekannt.

Stammzellen: Was sind sie?

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.

Zur Behandlung von Hirnschäden – etwa durch Parkinson oder nach einem Schlaganfall – setzten Forscher auf fötale (oder fetale) Stammzellen. Diese werden fünf bis zwölf Wochen alten Föten entnommen, deren Körper nach einer Abtreibung für die Forschung freigegeben wurde.

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 verlegt.

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 mithilfe 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.

Gurdon, der an der britischen Cambridge-Universität forscht, entdeckte, dass die Spezialisierung von Zellen reversibel ist. Das heißt: Nur weil aus einem kleinen Zellhaufen nach der Befruchtung eines Eis – dem Ursprung des menschlichen Lebens – einige Zellen zu Leberzellen, andere zu Hirnzellen und wieder andere zu Haut oder Haar geworden sind, heißt das nicht, dass in ihnen nicht mehr das Potenzial steckt, sich doch noch in etwas anderes zu verwandeln. 1962, als Gurdon an der Oxford-Universität seine Versuche an Fröschen machte, war das eine gewagte These – entgegen der Lehrmeinung.

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In einem klassischen Experiment konnte Gurdon, der vor wenigen Tagen 79 Jahre alt wurde, dann jedoch zeigen, dass auch in ausdifferenzierten Zellen noch die gesamte Erbinformation steckt, die es braucht, um zu allen möglichen Gewebetypen heranzuwachsen. Er entfernte den Zellkern einer Frosch-Eizelle und setzte stattdessen den Zellkern einer ausgewachsenen Darmzelle ein. Trotzdem wuchs aus dem Ei eine Kaulquappe heran. Das war der Beweis.

Der heute 50-jährige YamanakaProfessor in Kyoto und an der Universität von Kalifornien in San Francisco – fand 40 Jahre nach Gurdons Frosch-Versuch heraus, wie sich ausgereifte Mäusezellen in Stammzellen zurückprogrammieren lassen. Diese Zellen sind dann wieder in der Lage, alle möglichen Gewebe zu bilden. Für die Stammzellforschung ist das wichtig, weil man anstrebt, mithilfe derartiger Methoden eines Tages abgestorbene Nerven zu züchten, etwa bei Alzheimer-Kranken oder Herzinfarkt-Patienten. Nutzt man dazu rückprogrammierte Zellen, kann man auf die Verwendung ethisch umstrittener embryonaler Zellen verzichten. Allerdings sind die iPS-Zellen den jungfräulichen Zellen aus dem Embryo nicht ganz ebenbürtig.

In diesem Jahr hat die Jury am Karolinska-Institut in Stockholm also einen recht jungen Forschungszweig und eine erst kürzlich gemachte Entdeckung geehrt.

Leserkommentare
  1. ...also der linke hätte allein für seine Frisur schon einen Nobelpreis verdient.

  2. ...Glückwunsch!

    mit solidarischem Gruß,
    besorgter_mitbuerger

  3. für Forschung über die Gründe der Entstehung und laufenden Zunahme der sog. "Zivilisationskrankheiten" wie Alzheimer und Herzinfarkt, aber ohne Tierversuche. Allein solche Forschung könnte für uns in eine heilere Zukunft weisen und nicht eine Forschung, die Empfindungsfähigkeit und das Leben noch heiler Arten missbraucht, um Krankheiten bei Menschen besser heilen zu können, die nur durch arrogante und falsche Lebensweise entstehen. Das ermuntert doch nur immer wieder zum WEITER SO!

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    ...ist es, eine Lebensweise kategorisch als "arrogant und falsch" zu titulieren, ohne das argumentativ entsprechend zu untermauern!

    Tierversuche sind leider eine wissenschaftliche Notwendigkeit und aufgrund der Kosten-Nutzen-Rechnung daher ethisch nicht weiter bedenklich. Solange es noch keine tauglichen Simulationsmöglichkeitne gibt, müssen wir uns damit abfinden, dass Tiere für unser Wohlergehen leiden und sterben müssen.

    mit solidarischem Gruß,
    besorgter_mitbuerger

    Entfernt. Bitte bewahren Sie Ihren Mitmenschen gegenüber ein Mindestmaß an Respekt. Danke, die Redaktion/ds

    • cb81
    • 08. Oktober 2012 13:52 Uhr

    "man anstrebt, mithilfe derartiger Methoden eines Tages abgestorbene Nerven, etwa bei Alzheimer-Kranken oder Herzinfarkt-Patienten zu züchten."
    Und warum macht man u.a.? Da man durch den Einsatz von künstlich gezüchteten Gewebszellen weg von Tierversuchen kommen will und die Tiere nicht immer als Modell taugen.
    Glauben Sie einfach, dass kein Wissenschaftler gerne Versuche an Tieren durchführt. die ursachen von Alzheimer sind noch lange nicht endgültig aufgeklärt und es spricht vieles für eine genetische Ursache. Also pauschalisieren sie bitte nicht, dass man etwas für Alzheimer durch einen bestimmten Lebenswandel kann.

    "die nur durch arrogante und falsche Lebensweise entstehen."

    Aha, also wenn ein Kind krank zur Welt kommt, dann ist es arrogant und falsch? Es soll tatsächlich gesunde Mütter geben, die kranke Kinder auf die Welt bringen. Mit arrogant und falsch hat das nichts zu tun!

    • Trypsin
    • 08. Oktober 2012 14:20 Uhr

    Amyloid-Precursor-Protein (APP), das auf dem Chromosom 21 kodiert wird. Normalerweise wird dieses Protein durch spezielle Enzyme (Sekretasen), die auch jeder Mensch hat, zu verschiedenen neuroprotektiven Proteinen (nervenschützenden Proteinen) zurechtgeschnitten. Wenn allerdings dieses Zurechtschneiden des APP nicht korrekt verläuft, entstehen daraus die ß-Amyloide, die dann keine biologische Wirksamkeit haben und sich im Gehirn ablagern (Plaquebildung). Das gleiche passiert übrigens auch in anderen Organen, z.B. der Netzhaut im Auge, wodurch dann die Rezeptoren im Auge sterben und alte Menschen dann erblinden.
    Warum das APP falsch geschnitten wird, ist ein großes Forschungsthema und einiges spricht dafür, dass es eindeutig genetische Varianten des APP-Gens gibt, die das Risiko für die falsches Zurechtschneiden erhöhen. Das hat nichts mit dem Lebenswandel zu tun! Das erhöhte Risiko an Herz-Infarkt zu sterben bzw. Arteriosklerose zu erkranken korrelliert übrigens auch mit einer bestimmten Genvariante für das Enzym Glutathionperoxidase, das wichtig für Eliminierung von Sauerstoffradikalen ist.
    Bitte lesen Sie Forschungsberichte über diese Erkrankugen bevor Sie solche Kommentare schreiben.

  4. ...ist es, eine Lebensweise kategorisch als "arrogant und falsch" zu titulieren, ohne das argumentativ entsprechend zu untermauern!

    Tierversuche sind leider eine wissenschaftliche Notwendigkeit und aufgrund der Kosten-Nutzen-Rechnung daher ethisch nicht weiter bedenklich. Solange es noch keine tauglichen Simulationsmöglichkeitne gibt, müssen wir uns damit abfinden, dass Tiere für unser Wohlergehen leiden und sterben müssen.

    mit solidarischem Gruß,
    besorgter_mitbuerger

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    • ottoNor
    • 08. Oktober 2012 14:06 Uhr

    Es mag ja sein, dass die Wissenschaft nicht um Tierversuche umher kommt, aber für bedenkliche Ziele sollte es den Tierversuch nicht geben!
    Meiner Meinung nach, sind schon so manche Ziele verwerflich.

    als äusserst zynisch! Und Sie stellen einfach Behauptungen in den Raum, die niemand, also erst recht nicht Sie allein, beweisen kann!
    Die schweren und massenhaften Arzneimittelskandale hat es vor der Einführung der Tierversuche noch nicht gegeben!
    Wenn man sich nicht mit Tierversuchskritik befasst hat und nicht Literatur darüber studiert hat von gewissenhaften Rechercheuren, die nachweisbare Fakten lieferten, wie z.B. Hans Rüsch,dann solte man nicht so tun, als wisse man über alles genau bescheid!

  5. 5. [...]

    Entfernt. Bitte bewahren Sie Ihren Mitmenschen gegenüber ein Mindestmaß an Respekt. Danke, die Redaktion/ds

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    • cb81
    • 08. Oktober 2012 13:58 Uhr

    Entfernt. Der Kommentar, auf den Sie sich beziehen, wurde mittlerweile entfernt. Die Redaktion/ls

    • QW
    • 08. Oktober 2012 13:48 Uhr

    Der "Medizin-Nobelpreis" existiert nicht, genauso wie der "Nobelpreis für Medizin", es existiert lediglich der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
    Zudem ist John Gurdon kein Mediziner und allgemein waren, sind nur eine Minderheit der Nobelpreisträger für Physiologie oder Medizin, Mediziner. Shinya Yamanaka hat nach seinem M.D noch eine 6jährige Promotion zum Ph.D absolviert (http://gladstoneinstitutes.org/scientist/yamanaka).

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    • QW
    • 08. Oktober 2012 13:54 Uhr

    Es sollte heißen, 6 Jahre nach seinem M.D, ob die Promotion zum Ph.D über eine Zeitraum von 6 Jahren vollzeit ging, kann ich nicht beurteilen.

    • QW
    • 08. Oktober 2012 19:00 Uhr

    http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/10/physiology-or-medicine-nob...
    http://blogs.nature.com/news/2012/10/gurdon-and-yamanaka-take-physiology...
    Die deutsche Berichterstattung in Rundfunk, Fernsehen sowie Internet verletzt hier größtenteils journalistische Standards, dass selbst die Zeit sich auf diesem Niveau herabbegibt ist bedenklich.

    • cb81
    • 08. Oktober 2012 13:52 Uhr

    "man anstrebt, mithilfe derartiger Methoden eines Tages abgestorbene Nerven, etwa bei Alzheimer-Kranken oder Herzinfarkt-Patienten zu züchten."
    Und warum macht man u.a.? Da man durch den Einsatz von künstlich gezüchteten Gewebszellen weg von Tierversuchen kommen will und die Tiere nicht immer als Modell taugen.
    Glauben Sie einfach, dass kein Wissenschaftler gerne Versuche an Tieren durchführt. die ursachen von Alzheimer sind noch lange nicht endgültig aufgeklärt und es spricht vieles für eine genetische Ursache. Also pauschalisieren sie bitte nicht, dass man etwas für Alzheimer durch einen bestimmten Lebenswandel kann.

    • QW
    • 08. Oktober 2012 13:54 Uhr

    Es sollte heißen, 6 Jahre nach seinem M.D, ob die Promotion zum Ph.D über eine Zeitraum von 6 Jahren vollzeit ging, kann ich nicht beurteilen.

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