23.04.2009 · Vor drei Jahren brauchte es noch vier Gene, um induzierte pluripotente Stammzellen herzustellen, dann waren es nur noch zwei - und nun ist man bei Mäusezellen allein mit Proteinen ausgekommen: ein weiterer Schritt in einer rasanten Entwicklung.
© dpa
Hans Schöler, Direktor am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, dessen Arbeitsgruppe einer der Schrittmacher bei der Entwicklung von iPS-Zellen ist.
Einem deutsch-amerikanischen Forscherteam ist ein weiterer Durchbruch in der Stammzelltechnik gelungen. Die Biologen, darunter Hans Schöler vom Max- Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, programmierten Mäusezellen in pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen: induzierte pluripotente Stammzellen) zurück, ohne dafür Gene in die Zellen einzuschleusen. Die Reprogrammierung wurde lediglich durch die Zugabe einiger Proteine bewerkstelligt. Diese Technik könnte einmal die Nutzung der umstrittenen embryonalen Stammzellen ersetzen.
Dafür müssten diese Technik bei menschlichen Zellen erprobt und aus den neuen piPS-Zellen (protein-induzierte pluripotente Stammzellen) einzelne Gewebe entwickelt werden.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.
Ziel jahrelanger Versuche
„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. Das Team unter Leitung von Sheng Ding vom Scripps Research Institute in Kalifornien beschreibt die Arbeit im Journal „Cell Stem Cell“ (online vorab).
Auf dieses Verfahren haben viele Forscher jahrelang hingearbeitet. Der nächsten Schritt sei natürlich 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.
Patientenspezifisch Therapien im Blick
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 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.
Eine rasante Entwicklung
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 iPS-Zellen zurückzuentwickeln. Später benötigten sie immer weniger Gene oder setzten sie nur noch vorübergehend in die Zellen ein. Nun ist der Schritt zur genfreien Reprogrammierung gelungen.
