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Forschungserfolg: Stammzellen ohne Gen-Hilfe gewonnen

Durchbruch in der Stammzelltechnik: Deutschen und amerikanischen Forscher ist es gelungen, Mäusezellen in embryonale Stammzellen zurückzuverwandeln, ohne dafür Gentechnik zu verwenden. Die Wissenschaftler behandelten die Zellen lediglich mit einem Eiweißgemisch.

Einem deutsch-amerikanischen Forscherteam ist ein Durchbruch in der Stammzelltechnik gelungen. Die Biologen programmierten Mäusezellen in eine Art embryonale Stammzellen zurück, ohne dafür Gene in die Mäusezellen einzuschleusen. Die Forscher, darunter Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, gaben lediglich einige Eiweiße (Proteine) zu den Zellen hinzu. Diese allein stellten die Lebensuhr der Zellen zurück. Die Technik könnte einmal die Nutzung der umstrittenen embryonalen Stammzellen ersetzen.

"Das ist genial", lobte am Donnerstag Professor Wolfgang-Michael Franz vom Universitätsklinikum Großhadern in München, der nicht an der Arbeit beteiligt war. "Das ist ein ganz wichtiger Durchbruch auf dem Gebiet der Rückprogrammierung." Als nächstes müsste diese Technik bei menschlichen Zellen erprobt und aus den piPS-Zellen (protein-induced pluripotent stem cells) einzelne Gewebe entwickelt werden. Franz war es erst im vergangenen Jahr gelungen, pluripotente Stammzellen in Herz-Vorläuferzellen umzuprogrammieren.

Da die deutsch-amerikanische Gruppe im Gegensatz zu anderen Forschern keinerlei zusätzliche Gene in die Hautzellen einsetzte, umging sie geschickt die potenzielle Gefahr von Krebs bei einem möglichen späteren medizinischen Einsatz. "Bei den genetischen Eingriffen kann es zu einer Inaktivierung anderer Gene oder sogar zu einer Entartung der Zelle kommen", erläuterte Schöler. "Die Zugabe von Proteinen dagegen stellt nach heutigen Kenntnissen kein Risiko für das Erbgut dar." Die nun gewonnenen piPS-Zellen entwickelten sich in die drei grundlegenden Keimblätter, aus denen in der Embryoentwicklung alle Organe und Gewebe hervorgehen.

Einsatz in ferner Zukunft

Auf dieses Verfahren haben viele Forscher jahrelang hingearbeitet. Der nächste Schritt sei die Übertragung der Technik auf menschliche Zellen, sagte Schöler und warnte vor verfrühten Hoffnungen. Der Einsatz solcher Zellen als alternative Quelle für Zellersatztherapien liege in fernerer Zukunft. Das Team unter Leitung von Sheng Ding vom Scripps Research Institute in Kalifornien beschreibt die Arbeit im Journal "Cell Stem Cell".

Mit den piPS-Zellen lassen sich laut Schöler auch Krankheitsentwicklungen analysieren und patientenspezifische Therapien optimieren. "Es ist möglich, eine Reihe von Krankheiten quasi in die Kulturschale zu bringen", sagte der Stammzellforscher. Da die piPS-Zellen im Gegensatz zu den seit 2006 üblichen iPS-Zellen (induzierte pluripotente Stammzellen) ohne genetische Eingriffe erzeugt wurden, "sind sie unbelasteter, und die Aussagen, die man aufgrund der Untersuchung solcher Zellen treffen kann, sind genauer."

Das Forscherteam hatte zunächst vier Kontrollproteine zu den Zellen gegeben. Die Zellen nahmen die Proteine auf, verdauten sie aber nach kurzer Zeit. Daher musste der Zyklus viermal wiederholt werden, bis die Zellen vollständig zurückprogrammiert waren. Die Kontrollproteine ließen die Forscher von Bakterien produzieren. Bei diesen waren genau jene vier Gene angeschaltet, die zuvor zur Rückprogrammierung von Zellen dienten.

Damit hat sich die Reprogrammierung von Zellen in den vergangenen drei Jahren rasant entwickelt: 2006 gelang es Biologen erstmals, Zellen mit Hilfe von vier Kontrollgenen in eine Art embryonale Stammzellen zurückzuentwickeln. Später benötigten sie immer weniger Gene oder setzten sie nur noch vorübergehend in die Zellen ein. Nun gaben die Forscher nur noch Proteine hinzu, die von den Zellen verdaut werden.

DPA / DPA
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