Stammzellen Ruckzuck auf Anfang

Die irrige Vorstellung, Stammzellforscher seien wie die Alchemisten getrieben von der Suche nach der Panazee, dem mythischen Universal-Heilmittel, diese von der bioethischen Debatte lange forcierte Fehlannahme ist doch immer wieder auf die Probe zu stellen. Was anderes als etwas Magisches sollte man sich auch denken, wenn Forscher behaupten, „die Lebensuhr durch Zugabe von nur einem Gen zurückzudrehen“? Aus der alten Zelle soll in einem winzigen Schritt neues Leben im embryonalen Zustand werden.

Über genau dieses kürzlich noch undenkbare Phänomen berichten Forscher des Münsteraner Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift „Cell“. Hans Schöler und sein Team haben die Hirnstammzellen von Mäusen verjüngt, indem sie nur ein einziges Genelement zufügten. Vom Körper zurück in die Keimbahn. Hirnzellen werden zu embryonalen Stammzellen. Vor kurzem noch, wer erinnert sich nicht, da stritten die Bioingenieure für ihr generelles Recht, solches jungfräuliche, beliebig wandel- und vermehrbare Embryonalmaterial aus Fortpflanzungskliniken nutzen zu dürfen. Der Grundlagenforschung halber gilt dieser Wunsch bis heute, und selbst die Klonierer, die zur Herstellung von maßgeschneiderten Stammzellen Eizellen mit fremden Hautzellen zu bestücken trachten, haben nicht aufgehört, ihr Glück zu versuchen. Doch gesellschaftlich konform und wissenschaftlich geradezu stürmisch entwickelt sich das Gebiet der „induzierten“ Kunst-Stammzellen (iPS) wie jene aus dem Hause Schoelers.

Kapitän der Reprogrammierung

Vor zwei Jahren waren für die Verjüngung von Körperzellen vier genetische Faktoren nötig, vor einem halben Jahr hat man in Münster die Zahl der genetischen Schalter auf zwei und nun also auf eins reduziert. Der „Kapitän“ der Reprogrammierung, ohne den wohl nichts geht, so sagt Schöler, ist gefunden: „Oct4“ heißt er, das in der Keimbahn aktive Gen. Damit sind zwei Krebsgene aus dem Spiel: c-Myc und Kfl4, die selbst als potentiell krebsauslösend gelten und deren Einschleusung durch Retroviren in den Pionierexperimenten wie jenen des Japaners Shinya Yamanaka noch nötig waren, entfallen als Reprogrammierfaktoren vollends.

Wie die anderen induzierten Stammzellen und natürlich die embryonalen Stammzellen ließen sich die neuen Kunst-Stammzellen der Maus in der Petrischale zu Herz-, Nerven- oder Keimzellen umwandeln und vermehren.

Ein Monat zur Reprogrammierung

Allerdings ist die Abkürzung in den Jungbrunnen auch mit einem gewissen Aufpreis verbunden. Warten muss man schon können. Die „Ein-Faktoren-iPS“, wie Schölers Truppe die neuen induzierten Stammzellen nennt, benötigen gut drei bis vier Wochen für die Reprogrammierung. Das ist doppelt so lange wie die Verjüngung der gleichen Hirnstammzellen mit dem Zwei-Faktoren-Cocktail und gut viermal so lang wie in den Experimenten mit vier Faktoren. Auch die Zahl der so reprogrammierbaren Zellen in der Petrischale ist geringer. Die Effizienz sei um ein Zehntel verringert gegenüber den Zwei-Faktoren-Cocktails. „Das dürfte in der Praxis allerdings keine Rolle spielen“, meint Schöler. „Pro Patient können schon drei Kolonien der neuen Stammzellen genügen, um sie mit der nötigen Zahl an Ersatzzellen auszustatten.“ In Münster hat man inzwischen mindestens zehn Stammzellinien nach dem neuen Rezept in Kultur.

Unsicher ist der Münsteraner Stammzellforscher, was die „leichten Unterschiede“ im Methylisierungsstatus der neuen iPS gegenüber gewöhnlichen embryonalen Stammzellen bedeuten. Äußerlich gleichen sich die Zellen absolut. Ob am Ende die Methylisierungsunterschiede auch tatsächlich verschiedene Genaktivitäten und damit möglicherweise ein Mangel an - für den therapeutischen Zweck - funktionstüchtigen Stammzellen bedeutet, ist nach Auskunft Schölers heute noch unklar. „Wir vermuten es nicht“, sagt Schöler.

Suche nach weiteren „Talenten“

Trotz aller kleinen Einschränkungen: Risikoärmer jedenfalls und einfacher war der Jungbrunnen nie zu erlangen. Allerdings funktioniert er nur bei Zellen wie jenen in Münster verwendeten Gehirn-Stammzellen. Sie bilden die drei anderen Faktoren des Verjüngungscocktails von Natur aus, wenigstens in Maßen. Nach solchen Zellen, ebenso talentiert, aber leichter zugänglich als Hirnstammzellen, wird nun gesucht. Bei der Maus wie beim Menschen. Mögliche Kandidaten sind Schöler zufolge vielleicht im Knochenmark zu finden, mesenchymale Stammzellen sollen daraufhin geprüft werden. Gegenüber anderen Körperzellen hätten Stammzellen den Vorteil, so Schöler, dass sie genetisch vermutlich besser konserviert, gleichsam jünger seien als etwa Hautzellen mit meist schon sehr vielen Zellteilungen.

Angepeilt wird in den Laboren schließlich auch der nächste große Schritt: Weg von der Einschleusung der Oct4-Gene in die Zellen mit Genfähren und hin zu einer biochemischen Reaktivierung der schon vorhandenen Oct4-Gene in den Körperzellen. „Bestimmte Wachstumsfaktoren oder kleine Moleküle könnten ein Weg sein“, sagt Schöler, doch was das angehe, sei man noch keineswegs am gewünschten Ende des Weges.