Die Stammzellwende: Haut statt Embryo
Embryonale Stammzellen auf der einen Seite, adulte auf der anderen. Die ersten ethisch umstritten, aber medizinisch potent. Die zweiten ethisch unbedenklich, dafür von begrenztem Nutzen. Doch nun mischt ein drittes Lager die Diskussion unter Forschern und Politikern auf: Aus gewöhnlicher Haut können Stammzellen gewonnen werden, die so potent sind wie jene aus dem Embryo. Ethisch auf den ersten Blick unbedenklich, womöglich für jede Krankheit relevant, von Alzheimer über Diabetes bis zu Leberzirrhose.
Ethisch unbedenklich: Können Stammzellen auch aus normaler Haut gewonnen werden?
Foto: Fresenius
Eine gezielte Reprogrammierung des Erbguts ist das Geheimnis hinter der furiosen Verwandlung von Haut- in Stammzellen: In Viren verpackt werden vier Gene in die Hautzellen eingeschleust. Eine klassische Gentherapie. Die vier Gene versetzen die Zelle zurück in ihren Embryozustand.
Spritzt man derart reprogrammierte Hautzellen in Mäuseembryonen, wachsen diese zu Jungtieren heran. Die einstigen Hautzellen können sich folglich in alle Gewebe entwickeln, in Herz, Leber und Fell. Diese Fähigkeit zur Pluripotenz besitzen normalerweise nur embryonale Stammzellen.
Die Forscher nennen die reprogrammierten Hautzellen daher auch „iPS-Zellen“, Zellen mit induzierter Pluripotenz. Der Haken dieser Alleskönner: Jede fünfte Maus bekam in einer Studie Krebs, vermutlich eine Folge eines der Reset-Gene namens c-myc, das bekannt dafür ist, nicht nur zu verjüngen, sondern auch bösartige Wucherungen auszulösen.
Dennoch war die Euphorie von Anfang an groß: „Aus solchen reprogrammierten Zellen könnte individuelles maßgeschneidertes Gewebe für Transplantationen gezüchtet werden“, sagte Shinya Yamanaka von der Universität Tokio, dem 2006 zum ersten Mal die Reprogrammierung gelang. Der deutsche Stammzellforscher Rudolf Jänisch vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge konnte seine Ergebnisse reproduzieren. Im Juni und Juli 2007 wurden seine Arbeiten in Nature und Cell Stem Cell veröffentlicht. „Die Zellreprogrammierung ist ziemlich einfach“, teilte Konrad Hochedlinger aus Jänischs Team mit und bescheinigt der Methode eine große Zukunft.
Der Zell-Reset ermögliche eine ethisch unbedenkliche Stammzelltherapie, konstatierten die Autoren unisono. „Wir brauchen weder Embryonen noch Eizellen“, so Yamanaka. Es genügt ein Stückchen Haut. Die Zellen werden mit der Gentherapie zum Alleskönner verjüngt. Diese iPS-Zellen werden dann zur gewünschten Körperzelle herangezüchtet und dem Patienten transplantiert, so die Vision der Forscher.
Dass dies nicht vollkommen aus der Luft gegriffen ist, wurde im Dezember 2007 mit einem weiteren Erfolg deutlich: Wissenschaftler der University of Alabama in Birmingham und das Team um Jänisch hatten Mäuse mit Sichelzellanämie, einer seltenen Bluterkrankung, erfolgreich mit den iPS-Zellen behandelt, wie sie in der Online-Ausgabe des Fachblattes Science berichten.
Sie hatten Yamanakas Methode genutzt und vier Reset-Gene in die isolierten Hautzellen der Mäuse eingeschleust. So erhielten sie die reprogrammierten Zellen. Da bei einer Sichelzellanämie jedoch ein Erbdefekt vorliegt, wurde dieser mit einem weiteren gentherapeutischen Eingriff korrigiert.
Molekulargenetiker Tim Townes, Co-Autor der Studie, sagte: „Die neuen Blutzellen funktionierten hervorragend. Sie lieferten normale rote Blutkörperchen. Die Tiere zeigten keine Krankheitssymptome und stießen die transplantierten Zellen nicht ab.“ Jänisch spricht von einem „proof of principle“, einem Machbarkeitsbeweis. Erstmals konnte gezeigt werden, dass sich Krankheiten mit iPS-Zellen behandeln lassen. An der Maus wohl gemerkt.
Kurz zuvor hatten Genetiker um James Thomson vom Genom-Zentrum in Wisconsin in Madison die iPS-Zellen ebenfalls auf die Seiten des Fachjournals Science gebracht. Ihnen war es gelungen, erstmals menschliche Hautzellen noch dazu ohne das krebserzeugende c-myc-Gen zu reprogrammieren. Ende November gelang dies auch Yamanakas Gruppe, wie man in Nature Biotechnology nachlesen durfte.
Selten hat ein Forschungsgebiet in nur wenigen Monaten die Redaktionen hochkarätiger Fachjournale so in Atem gehalten. Schon jetzt ist absehbar, dass weitere Tierversuche mit den iPS-Zellen von sich Reden machen werden.
„Ich war sehr überrascht, dass man so schnell auf die vier richtigen Gene für die Reprogrammierung gekommen ist“, erkennt Albrecht Müller, Stammzellforscher an der Universität Würzburg, an. „Damit rückt die Frage in den Vordergrund: Brauchen wir noch die humanen embryonalen Stammzellen – die iPS-Zellen könnten eine echte, unbedenkliche Alternative sein?“ Eine Frage, die alle betroffenen Forscher und Politiker bewegt.
„Die iPS-Zellen könnten eine Alternative werden“, wagte Müller eine zaghafte Prognose. „Ich glaube trotzdem, dass man die embryonalen Stammzellen als Vergleichssystem weiterhin brauchen wird, um zu testen, ob die reprogrammierten Zellen den embryonalen entsprechen.“
Noch unbeantwortet ist auch die Frage der Risiken von iPS-Zellen: „Die iPS-Zellen, die es jetzt gibt, kann man therapeutisch nicht verwenden. Da sind Viren darin. Wenn man diese Zellen verwenden würde, dann läuft man Gefahr, dass der Patient einen Tumor bekommt“, so Wolfgang Engel, Stammzellforscher an der Universität Göttingen. Gleichwohl betont er: „Wenn der Reset ohne Viren und ohne Gefahren für den Menschen gelingt, dann brauchen wir keine embryonalen Stammzellen mehr. Das ist die Zukunft!“
Bis es so weit sein könnte, dürften jedoch noch Jahre vergehen. Denn die Therapie mit iPS-Zellen setzt eine Gentherapie voraus und schließt damit deren Herausforderungen sowie ethische Probleme mit ein: Wie kann sichergestellt werden, dass die eingeschleusten Gene keine schweren Nebenwirkungen, keine Tumoren hervorrufen? An missglückten gentherapeutischen Eingriffen sind in der Vergangenheit wiederholt Patienten gestorben.
Auch aus diesem Grund sind die Reprogrammierungsforscher weit davon entfernt, die embryonale Stammzellforschung als überflüssig zu bezeichnen. „Funktionierende Zellen aus embryonalen Stammzellen für Transplantationszwecke herzustellen, ist ein eigenständiges Forschungsgebiet, das parallel zu unserem Ansatz mit den iPS-Zellen weiterentwickelt werden muss“, so Hochedlinger.
In einem Editorial mit dem Titel „eine unbequeme Wahrheit“ kritisierten die Herausgeber der Zeitschrift Science sogar Bundesforschungsministerin Annette Schavan, die mit den Reprogrammierungserfolgen ihre Präferenz für die adulte Stammzellforschung gerechtfertigt habe. Die politisch unverblümte Botschaft des Artikels: Die embryonale Stammzellforschung wird weiterhin dringend gebraucht. Dabei hatte die Ministerin dies nie in Frage gestellt.
Überhaupt zeichnet sich auf politischer Ebene ungeachtet der iPS-Zellen ein Votum zu Gunsten der embryonalen Stammzellforschung ab: Der forschungspolitische Sprecher der SPD-Bundestagsfraktion, René Röspel, hat sich vor Monaten dafür ausgesprochen, den derzeit geltenden Stichtag vom 1. Januar 2002 auf ein jüngeres Datum vorzuverlegen – etwa Mai 2007. Damit sollen deutsche Stammzellforscher auch mit frischeren embryonalen Stammzelllinien arbeiten können. Bisher dürfen sie nur vor 2002 erzeugte Zellen einsetzen. Beim Bundesparteitag der CDU Anfang Dezember in Hannover hatte sich die Mehrheit ebenfalls dafür ausgesprochen, den Stichtag zu verschieben.
Ausschlaggebend für diese Entscheidungen ist die Tatsache, dass ältere embryonale Stammzelllinien in ihrem Erbgut Schädigungen aufweisen und von verschiedenen Forschern als unbrauchbar angesehen werden. Den Erfolgsmeldungen um die iPS-Zellen zum Trotz werden diese in der Politik bislang nicht als unbedenklicher Ersatz für die embryonalen Stammzellen gehandelt. In der Tat muss sich erst herausstellen, ob sie unbedenklich sind und für Therapien taugen.
SUSANNE DONNER/ber
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