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Großer Fortschritt in der Stammzellforschung: Zitronensäure-Bad verjüngt Zellen

Forscher haben eine völlig neue Art der Verjüngungskur für Zellen entwickelt: Sie tauchten Mäusezellen in Säure. Die Methode ist überraschend einfach - und könnte die Stammzellforschung voranbringen.

Im Mäuseembryo entstanden aus den im Säurebad verjüngten Zellen verschiedene Gewebetypen

Im Mäuseembryo entstanden aus den im Säurebad verjüngten Zellen verschiedene Gewebetypen

Es klingt fast zu simpel, um wahr zu sein: Mit etwas Säure haben Forscher Zellen in eine Art embryonalen Zustand zurückversetzt. Diese Stammzellen könnten sich dann wieder in nahezu jeden Zelltyp entwickeln, berichten die Wissenschaftler aus Japan und den USA in der britischen Fachzeitschrift "Nature". Bislang waren spezielle Gene oder Proteine für die Rückprogrammierung nötig.

sind Hoffnungsträger in der sogenannten regenerativen Medizin, da sie sich in jeden Zelltyp entwickeln können. Mit ihnen hofft man, eines Tages unheilbare Krankheiten wie Parkinson oder Multiple Sklerose therapieren oder etwa defektes Herzgewebe ersetzen zu können. Doch noch ist dies Zukunftsmusik, die großen Erfolge der Stammzellmedizin stehen noch aus.

Die neue Methode könnte zumindest die Herstellung von Stammzellen vereinfachen und sie schneller und sicherer machen. Das Team um Haruko Obokata vom Riken-Zentrum für Entwicklungsbiologie im japanischen behandelte Körperzellen neugeborener Mäuse mit einer Lösung aus schwacher Zitronensäure. Dabei entwickelten sie einige Zellen in einen früheren, undifferenzierteren Entwicklungszustand zurück.

Große Überraschung

Sie sei "wirklich sehr überrascht" gewesen, dass die Zellen derart auf das Säurebad reagiert hätte, sagt Haruko Obokata. Die so gewonnenen Stammzellen bezeichnen die Forscher als STAP-Zellen (stimulus-triggered acquisition of pluripotence/durch einen Reiz angestoßene Bildung von Pluripotenz). Mit genetischen Markern konnten sie nachweisen, dass diese STAP-Zellen ähnliche Eigenschaften haben wie embryonale Stammzellen. Allerdings können sie sich wesentlich schlechter selbst vermehren.

In einem weiteren Versuch entdeckten Obokata und ihre Mitarbeiter, dass die Fähigkeiten der STAP-Zellen noch weiter reichen können: In einer Kulturlösung, wie sie zur Vermehrung embryonaler Stammzellen verwendet wird, begannen die Zellen sich besser zu vermehren und entwickelten strukturelle und genetische Eigenschaften embryonaler Stammzellen.

Pflanzten die Forscher STAP-Zellen in einen Mäuse-Embryo ein, so entstanden Tiere, deren verschiedene Gewebetypen sich sowohl aus Nachfahren der eigenen Zellen, als auch aus denen der STAP-Zellen zusammensetzten. Zudem heben die Wissenschaftler eine besonders überraschende Eigenschaft vor: STAP-Zellen entwickelten sich sogar in eine Art Trophoblast - eine äußere Zellschicht von Embryonen, die wichtig für das Einnisten in die Gebärmutter ist. Dies deute auf eine besonders breite Differenzierungsfähigkeit der Zellen hin, schreibt das Team.

"Neue Ära der Stammzellforschung"

Die Rückprogrammierung von Körperzellen in einen Zustand, in dem sie sich wie embryonale Stammzellen zu vielen verschiedenen Gewebetypen entwickeln können, war zuvor nur durch biochemische und genetische Manipulationen gelungen.

Das Verfahren, solche jugendlichen Zellen durch simplen Säurestress zu erzeugen, eröffne ganz neue Möglichkeiten, um eines Tages patienteneigene Stammzellen zu erzeugen, kommentiert Austin Smith von der britischen Universität Cambridge in "Nature". Man müsse allerdings bedenken, dass die Versuche bisher nur mit unausgereiften Mäusezellen gemacht wurden. Ob Zellen erwachsener Mäuse ähnlich reagieren, ist offen. Ebenso wie die Frage, ob die Methode bei menschlichen Zellen funktioniert.

Von "einer neuen Ära der Stammzellbiologie", spricht der Stammzellforscher Dusko Ilic vom Kings College London. "Ob menschliche Zellen in ähnlicher Weise auf solche Einflüsse reagieren, muss allerdings noch gezeigt werden", schränkte er ebenfalls ein. Den Ansatz des Forscherteams nennt Ilic revolutionär. "Es wird einen fundamentalen Wechsel geben in der Art und Weise, wie Wissenschaftler das Zusammenspiel von Umwelt und Genen betrachten."

Der Forscher betont allerdings: Das Verfahren bringe die auf Stammzellen basierende Therapie nicht näher. Man müsse auf dem Weg zum klinischen Einsatz genauso vorsichtig sein, wie bei anderen Methoden der Zellrückprogrammierung. Dazu zählen die 2006 entwickelten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen), die bislang noch nicht zu einer zugelassenen Therapie geführt haben. Anders als bei embryonalen Stammzellen muss jedoch für STAP- oder iPS-Zellen kein Embryo zerstört werden. Zu größeren ethischen Bedenken dürften die neuen Zellen daher nicht führen.

lea/DPA / DPA