Stammzellforschung Aus Hautzelle mach Leberzelle

Forscher setzen große Hoffnung auf Therapien mithilfe von Stammzellen. Nun ist es ihnen gelungen, Hautzellen kranker Patienten in gesunde Leberzellen umzuwandeln.

Eine Kulturschale mit Stammzellen

Eine Kulturschale mit Stammzellen

Einem Menschen konnte das Verfahren bisher nicht helfen. Dennoch sind Stammzellforscher jetzt einen wichtigen Schritt weitergekommen bei dem Versuch, Erbkrankheiten künftig mithilfe von Stammzellen zu behandeln: Sie wandelten Hautzellen in Leberzellen um. Als Letztere im Tierversuch Mäusen eingesetzt wurden, entstanden keine Krebszellen, was bisher ein häufiges Problem solcher Experimente war.

Allan Bradley und sein Team vom Sanger Institute in Hinxton nutzten induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen), die aus Hautzellen von Patienten mit einer Stoffwechselerkrankung gewonnen wurden. Diese wandelten sie so um, dass sie Leberzellen ähnelten.

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Die Forscher veränderten zudem das für die Krankheit verantwortliche Gen mittels zweier bekannter Verfahren, berichten sie im Wissenschaftsmagazin Nature. Die so geheilten menschlichen Leberzellen setzten sie Mäusen mit der Stoffwechselerkrankung ein.

Die Erbkrankheit – Alpha-1-Antitrypsin-Mangel – ist eine monogenetische Erkrankung, das heißt, sie tritt durch eine Mutation in einem einzigen Gen auf. Beide Kopien des betreffenden Gens in den Chromosomen eines Patienten müssen verändert sein, damit es zur Erkrankung kommt. Den Autoren zufolge trifft die Krankheit einen von 2.000 Menschen nordeuropäischer Abstammung und kann zu einer Leberzirrhose führen, was eine Lebertransplantation nötig machen kann.

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.

Bradley und seine Kollegen verwendeten für die Genmanipulationen ein springendes Gen (Transposon) sowie bestimmte Enzyme, die Zinkfingernukleasen. Für die Gewinnung von iPS-Zellen wurden Hautzellen von drei Patienten mit der Stoffwechselkrankheit entnommen. Diese Art der Rückprogrammierung von Stammzellen ist eine ethisch unbedenkliche Alternative zur umstrittenen Verwendung embryonaler Stammzellen.

Weil sich in den Mäusen infolge des Eingriffs – anders als bei ähnlichen Versuchen zuvor – keine Tumorzellen bildeten, sehen die Studienautoren eine Möglichkeit, mit der Methode bei der Behandlung monogenetischer Erkrankungen weiterzukommen. Die menschlichen Zellen integrierten sich anscheinend in das Lebergewebe der Mäuse und übernahmen ihre Funktion dort. Allerdings enthielten die veränderten iPS-Zellen Mutationen im Erbgut, deren Bedeutung näher untersucht werden müsse, schreiben Bradley und seine Kollegen.
 

 
Leser-Kommentare
    • fx-555
    • 12.10.2011 um 22:04 Uhr

    Und vielleicht wird es irgendwann möglich sein embryonale Stammzellen künstlich herzustellen.

  1. was die forscher dort geleistet haben und es wird vielleicht
    auch einigen akutfällen vielleicht mal weiterhelfen.
    dennoch bin ich der meinung das es auch hier meist nur darum
    geht an forschungsgelder zu kommen, oder wieder ein neues
    präparat irgendwann wieder verkaufen zu wollen.
    von den ursprüngen von erb'krankheiten', oder 'krankheiten' haben sie, oder wollen sie, nichts verstehen.
    sie mechanicus maximus

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    aber offensichtlich versteht man von der besagten Krankheit genug um eine Punktmutation im infragestehenden Gen als Ursache anzusehen. Es ist nachvollziehbar, das fuer den proof-of-principle Ansatz auf diese zugegeben eher einfache, weil monogenetische, Erbkrankheit zurueckgegriffen wird.

    Den Forschern hier niedere Beweggruende zu unterstellen halte ich fuer - milde ausgedrueckt - ignorant. Wer einen materialistisch und konsumorientiert fokussierten Lebenstil zu verwirklichen sucht wird ganz sicher nicht Wissenschaftler.

    "von den ursprüngen von erb'krankheiten', oder 'krankheiten' haben sie, oder wollen sie, nichts verstehen."

    Und, wissen Sie es? .............

    aber offensichtlich versteht man von der besagten Krankheit genug um eine Punktmutation im infragestehenden Gen als Ursache anzusehen. Es ist nachvollziehbar, das fuer den proof-of-principle Ansatz auf diese zugegeben eher einfache, weil monogenetische, Erbkrankheit zurueckgegriffen wird.

    Den Forschern hier niedere Beweggruende zu unterstellen halte ich fuer - milde ausgedrueckt - ignorant. Wer einen materialistisch und konsumorientiert fokussierten Lebenstil zu verwirklichen sucht wird ganz sicher nicht Wissenschaftler.

    "von den ursprüngen von erb'krankheiten', oder 'krankheiten' haben sie, oder wollen sie, nichts verstehen."

    Und, wissen Sie es? .............

  2. Es kann doch nicht sein, dass Deutschland der Zeit hinterherhinkt und Molekularbiologen bei uns keine Arbeit finden/verrichten dürfen.

    Stammzellenforschung muss endlich komplett (!) legalisiert werden! Das Embryonenschutzgesetz muss gekippt werden!

    Eine Leser-Empfehlung
  3. aber offensichtlich versteht man von der besagten Krankheit genug um eine Punktmutation im infragestehenden Gen als Ursache anzusehen. Es ist nachvollziehbar, das fuer den proof-of-principle Ansatz auf diese zugegeben eher einfache, weil monogenetische, Erbkrankheit zurueckgegriffen wird.

    Den Forschern hier niedere Beweggruende zu unterstellen halte ich fuer - milde ausgedrueckt - ignorant. Wer einen materialistisch und konsumorientiert fokussierten Lebenstil zu verwirklichen sucht wird ganz sicher nicht Wissenschaftler.

    Antwort auf "es ist bestimmt toll"
  4. "von den ursprüngen von erb'krankheiten', oder 'krankheiten' haben sie, oder wollen sie, nichts verstehen."

    Und, wissen Sie es? .............

    Antwort auf "es ist bestimmt toll"

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  • Quelle ZEIT ONLINE, dpa
  • Kommentare 5
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  • Schlagworte Stammzellenforschung | Wissenschaft | Chromosom | Enzym
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