Gen- und Stammzelldoping Muskulärer Jungbrunnen

So ungeschminkt, wie Elaine Ostrander und ihre Kollegen von der amerikanischen Nationalen Gesundheitsbehörde NIH vor kurzem in einem wissenschaftlichen Aufsatz über bestimmte „leistungssteigernde Polymorphismen“ - gemeint sind einzelne Genmutationen - formuliert hat, bekommt man das Dilemma der modernen Gen- und Zellforschung selten zu lesen: „Das eindeutige Potential, die Leistung der Athleten zu steigern, indem man mit natürlichen oder künstlichen Verfahren das Myostatin-Gen ausschaltet, könnte das Gesicht der Sportwettbewerbe verändern“, schrieben die Forscher in der frei zugänglichen Online-Zeitschrift „Plos Genetics“ (S. 3, S. 779).

Wie schnell dieses neue dunkle Zeitalter des Dopings in die Trainingsräume der Athleten einbricht, vermag noch keiner zu sagen. Aber die Aktivitäten der biomedizinischen Forschung lassen erkennen, dass die Voraussetzungen und Anreize dafür von Woche zu Woche zunehmen. Was als harmloser, gut gemeinter Therapieversuch von Ärzten und Biologen beginnt, kann ungewollt die Basis für das riskante Geschäft mit dem unlauteren Leistungsschub durch die Biochemie werden.

Epo-Produktion im eigenen Muskel

Dutzende leistungsfördernde Gene sind katalogisiert. Der menschliche Muskel entpuppt sich, wie Hanne Gissel von der Universität Aarhus unlängst in der Zeitschrift „Gentherapy“ anmerkte, „als besonders vorteilhaft, wenn es um die Herstellung der transgenen Produkte geht, die mit den fremden Genen zugeführt werden“. Der Muskel könne als ein „künstliches, hormonproduzierendes Organ“ aufgefasst werden. Gissel und ihre Kollegen hatten ein maßgeschneidertes Genkonstrukt mit der Erbanlage für das berüchtigte blutbildende Hormon Erythropoietin, kurz Epo, dauerhaft in die Muskeln von Nagetieren eingeführt. Mit dem als „Elektrogentransfer“ bezeichneten und seit Jahren etwa in der Krebstherapieforschung erprobten Verfahren werden die Zellmembranen mit kurzen Elektropulsen kurzzeitig destabilisiert, so dass das gewünschte Genmaterial aufgenommen wird. Das so gezielt im Nagermuskel eingeschleuste Epo-Gen produzierte noch Monate später zuverlässig das Hormon und kurbelte die Sauerstoffkapazität des Blutes an.

Über noch gezieltere, wenn auch indirekte und damit noch schwerer nachweisbare Eingriffe ins Gengefüge der Muskelzellen berichteten amerikanische Forscher kurz davor in der Zeitschrift „Cell Metbalism“ (Bd. 5, S. 35). Unter den zahlreichen molekularbiologisch verschiedenen Fasern eines Skelettmuskels haben sie mit der künstlichen Aktivierung eines als PGC-1Alpha bezeichneten Signalmoleküls die Vermehrung ganz bestimmter, für Ausdauerleistungen wertvoller Muskelfasern hochgetrieben.

„Genfähre“ treibt Durchblutung an

Mit erstaunlichen Muskelexperimenten trat vor wenigen Tagen auch Sunjong Kim von der Nationaluniversität Seouls auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Gentherapie in Heidelberg auf. Als „sicher , billig, einfach herzustellen und über lange Zeit stabil“ erwies sich nach seinen eigenen Angaben ein neuer Genvektor, eine „nackte“ Genfähre namens VM202, die als leistungsfördernden Baustein die Bauanleitung für das menschliche Wachstumshormon HGF enthält und Mäusen wie Schweinen direkt in den Muskel gespritzt wurde.

Verwendet werden soll das Konstrukt zur Regeneration des Herzmuskels. Tatsächlich hat das kleine Genmolekül wohl wirkungsvoller als die bisher häufig genutzten gefäßbildenden Hormone wie VGEF die Neubildung von Blutkapillaren und damit die Durchblutung forciert. In einem ersten klinischen Versuch an drei Patienten habe die Genspritze mit dem von der deutschen Firma Quiagen hergestellten Vektor „leichte Besserung“ bewirkt.

Stammzellen als muskulärer „Jungbrunnen“

Die richtigen Signale im Muskel sind der Schlüssel zu allem. Das gilt erst recht für Stammzellen, die neuerdings als biologische Option am Dopinghimmel auftauchen. Der Muskel selbst enthält wandlungsfähige Vorläuferzellen und sogenannte Satellitenzellen, die als Reservoir etwa nach Muskelschäden genutzt werden. Carmen Birchmeier und ihre Kollegen vom Max-Delbrück-Centrum in Berlin haben diesem muskulären „Jungbrunnen“ vor einiger Zeit ein wichtiges Geheimnis seiner bemerkenswerten Vitalität entlockt.

Mit jedem molekularen Detail, das man findet, steigt die Möglichkeit des gezielten, aber noch immer riskanten Eingriffs. Catherine Verfaille, eine der Pionierinnen der Stammzellforschung aus Minnesota, hat in der Petrischale aus Knochenmarkzellen gezielt Muskelzellen hergestellt, wie sie im „Journal of Clinical Investigation“ berichtete. Und Forscher um Lorenz Studer vom New Yorker Sloan Kettering Institute haben in einem Technischen Bericht in der Zeitschrift „Nature Medicine“ detailliert aufgezeigt, wie man mit den entsprechenden Cocktails aus Signalmolekülen aus embryonalen Stammzellen des Menschen „transplantierbare“, schon in der Petrischale funktionstüchtige Muskelfasern herstellt.

Fehlt eigentlich nur der dazu passende Eingriff zur Gensteuerung in den Zellen. So könnte man, wenn alles gutgeht, mit Stammzellen neue Muskelreservoire kreieren und krankhafte Muskelleiden behandeln - oder aber unersprießliche Muskeldefizite im sportlichen Wettstreit konterkarieren. Und so schließt sich der Kreis. Am Ende wird der Körper wieder zu dem, wofür er im Hochleistungssport gezüchtet wird: eine übernatürliche, energiestrotzende und selbstreproduzierende Kraftmaschine.