Stammzellen

Kolumbus in der Keimbahn

Von Joachim Müller-Jung
27.03.2006
, 10:05
Forschung im Stammzellabor
Sind die adulten Stammzellen auf der Überholspur? Zwei neue wissenschaftliche Arbeiten haben zumindest das Potential, den Unterstützern dieser ethisch unumstrittenen Forschungsrichtung neuen Auftrieb zu verleihen.

Sind die adulten Stammzellen auf der Überholspur? Zwei neue wissenschaftliche Arbeiten, die eine veröffentlicht von Göttinger Forschern in der Zeitschrift „Nature“, die zweite von einer kanadischen Gruppe in der heutigen Ausgabe von „Nature Cell Biology“, haben zumindest das Potential, den Unterstützern dieser ethisch unumstrittenen Forschungsrichtung neuen Auftrieb zu verleihen.

Um nichts weniger geht es als um den entscheidenden Rohstoff für die „regenerative Medizin“ - für die Medizin von morgen, wie es gerne heißt. Es geht um Zellersatz für zerstörtes Hirngewebe, um frisches Gewebe für infarktgeschädigte Herzen und möglicherweise gar um die Substitution ganzer Organe - Leber, Nieren, Bauchspeicheldrüsen - aus Zellaggregaten, die mit den verwandlungsfähigen Stammzellen gespeist werden. Ob diese umschwärmten Alleskönner dann im Erfolgsfall von adulten Stammzellen, also von Stammzellen aus dem Körper der Patienten selbst, oder von embryonalen Stammzellen stammen, die bei der Zerstörung von künstlich gezeugten Blastozysten gewonnen worden waren, ist eine zumal hierzulande gerne diskutierte Frage außerhalb der Labors. Jeder Fortschritt, der die embryonalen Zellen überflüssig erscheinen läßt, wird als Sieg der Moral über geschichtsblinden Ehrgeiz gefeiert. Und so ist es kein Wunder, daß die Göttinger Wissenschaftler, die jetzt über die wundersame Ähnlichkeit von Stammzellen aus dem Hoden ausgewachsener Mäuse mit embryonalen Stammzellen berichten, ihre Fundstücke schon im frühen Tierversuchsstadium als ernsthafte Alternative für die umstrittenen Embryozellen anbieten.

„Die genetisch stabilsten Stammzellen“

In ihrer ersten Begeisterung haben sie zumindest die biologische Fachwelt geschlossen hinter sich. Tatsächlich versuchte man schon früher aus der Keimbahn ausgewachsener Lebewesen solche extrem wandlungsfähigen Stammzellen zu gewinnen. Es war jedoch nie gelungen. Nur bei Mäuseföten war man Anfang der neunziger Jahre fündig geworden. Doch der Kardiologe Gerd Hasenfuß, der zusammen mit Kaomei Guan und den Kollegen vom Herzzentrum der Universität Göttingen nach Ersatz für infarktgeschädigte Herzmuskelzellen suchte, und der Göttinger Humangenetiker Wolfgang Engel, der mit Karim Nyernia und seinen Mitarbeitern über einem innovativen Verfahren zur genetischen Selektion von wandlungsfähigen Spermatogonien-Vorläuferzellen brütete, glaubten nichtsdestotrotz an die verborgene Macht der Keimbahnzellen.

Eine Überzeugung, die sie mit Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster teilen: „Der große Vorteil ist, daß in der Keimbahn vermutlich die genetisch stabilsten Stammzellen des Körpers überleben“, meint Schöler. Aus fünfzehn gentechnisch veränderten Mäusen haben die Göttinger Forscher zuerst vier Spermatogonien-Stammzellinien etabliert, und schon bei der Kultivierung dieser ersten transgenen Linien zeigte sich, daß die selektierten Zellen, die man „multipotente adulte Keimbahn-Stammzellen“ (“maGscs“) taufte, in vielerlei Hinsicht den embyonalen Stammzellen gleichen - äußerlich wie auch in der Anzucht in den Kulturmedien und den dazu benötigten biochemischen Cocktails als auch was die molekularen Markierungen auf den Stammzellen und deren spontane Differenzierung zu sogenannten Embryoidkörperchen mit allen möglichen Arten von Körperzellen angeht. Als man schließlich wußte, wonach man suchen muß, konnten das Göttinger Team auch aus dem Hodengewebe von gewöhnlichen, gentechnisch unmanipulierten Mäusen Stammzellen gewinnen und daraus Muskel-, Nerven- und Epithelzellen erzeugen („Nature“, doi:10.1038/nature04697).

Der ultimative zellbiologische Nachweis fehlt noch

Einige weiter gehende Tests, etwa das Injizieren der Stammzellen in Mäuseföten und Blastozysten, vermochten den ersten Eindruck zu bestätigen, daß die Keimbahn-Stammzellen extrem wandlungsfähig sind und sich in verschiedensten Geweben wiederfinden.

Doch Schöler gibt zu bedenken, daß bisher nicht gezeigt wurde, inwieweit die ausdifferenzierten Zellen anschließend die gewünschte Funktion im Gewebe auch tatsächlich übernehmen. Zu erbringen sei auch noch der ultimative zellbiologische Nachweis, daß es sich wie bei embryonalen Stammzellen um wirklich pluripotente Zellen handelt - um Zellen, die alle Zelltypen des Körpers zu bilden vermögen, wie jedenfalls der Titel von „Nature“ nahelegt. „Es sind auf jeden Fall hochspannende Zellen“, meint Schöler, „aber ich würde mich vorerst hüten, mehr daraus zu machen als nötig. Es hat schon zu viele Rückschläge gegeben.“ Mit anderen Worten: Wer den Vergleich mit dem Vorbild, den embryonalen Stammzellen, so sehr ins Zentrum rückt, darf sich nicht wundern, wenn dieselben harten Kriterien angelegt werden.

„Eizellartige“ Kontrukten

Ähnlich denkt Rudolf Jaenisch, der sich gestern in einer Stellungnahme über das „schöne und potentiell wichtige Paper“ aus Göttingen freute. Wie Schöler glaubt aber auch der Stammzell- und Klonexperte des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, daß die Euphorie gebremst werden sollte, solange einige für die angepeilten klinischen Experimente elementaren Fragen unbeantwortet sind. Dazu gehört für ihn insbesondere das möglicherweise „unbalancierte Imprinting“ der Keimbahn-Stammzellen. Diese molekulare Veränderung, eine Art biochemischer Prägung des Genoms, die zur unterschiedlichen Aktivierung von Genen führt und sich bei den weiblichen und männlichen Chromosomen unterscheidet, ist im ausgewachsenen Körper und damit in den Spermatogonien-Stammzellen noch vorhanden. „Es gibt starke Hinweise aus anderen Experimenten, daß ein unbalanciertes Imprinting die krebsartige Wucherung der Zellen auslösen könnte.“ Jaenisch nennt etwa die mögliche Aktivierung des sogenannten Igf2-Gens, eines Onkogens, das wegen des Imprintings nur im männlichen Genom in beiden Genorten aktiviert wird, oder das schützende Tumor-Suppressorgen p57Kip2, das normalerweise nur im mütterlichen Genom angeschaltet und somit in den Spermatogonien vermutlich nicht aktiviert wird. Ersatzgewebe aus solchen Spermatogonien könnte also nach der Transplantation anfälliger sein - theoretisch zumindest.

Erst auf halbem Wege sind auch, zumindest wenn man an therapeutische Anwendungen denkt, die kanadischen Wissenschaftler um Julang Li von der University of Guelph. Die Forscher berichten in „Nature Cell Biology“ (doi: 10.1038/ncb1388) über die Herstellung von „eizellartigen“ Konstrukten aus adulten Stammzellen, die zuvor aus der Haut von Schweineföten isoliert worden waren. Nach einem Monat Wachstum in der Petrischale mit den entsprechenden Zutaten, die die Reifung von Keimzellen anregen, ließen sich die keimbahnähnlichen Zellaggregate herausnehmen. Völlig unklar ist aber noch, ob diese künstlichen „Eizellen“ wirklich befruchtungsfähig und damit mit den natürlichen Vorbildern gleichzusetzen sind. Lange wird man freilich auch auf diese Versuche nicht warten müssen.

Quelle: F.A.Z., 27.03.2006, Nr. 73 / Seite 38
Joachim Müller-Jung- Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Joachim Müller-Jung
Redakteur im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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