Forschung

Steckt im Mann die Mutter aller Stammzellen?

Von Joachim Müller-Jung

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Die Aufnahme zeigt die ersten embryonalen Stammzellen, die vor mehr als zehn Jahren in den Vereinigten Staaten erzeugt wurden.

09. Juli 2008 Die Stammzellforschung steht vor der nächsten bahnbrechenden Entdeckung. Und wieder ist es das Labor von Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, das einen weiteren Schritt zur Erzeugung neuer körpereigener Zellen geschafft hat: Zellen, deren Potential als Organ- und Gewebeersatz offenbar mit den ethisch und politisch umstrittenen embryonalen Stammzellen nahezu gleichwertig ist.

Es handelt sich um aus Hoden gewonnene und in Kulturschalen reprogrammierte Keimbahn-Stammzellen, sogenannte „Germline derived pluripotent stem cells“, kurz gPS. Am Schlusstag des zweiten Internationalen Kongresses für Stammzellen und Gewebeerzeugung in Dresden präsentierte Schöler die Ergebnisse seiner jüngsten Forschung an diesen Stammzellen, die vor allem hinsichtlich der Einfachheit ihrer Herstellung und ihrer Sicherheit möglicherweise alle bisher künstlich reprogrammierten Zellen übertreffen.

Ein Effekt der Kulturbedingungen

Eine Kolonie von iPS-Zellen aus einem Labor des Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin in Münster

Erst vor anderthalb Wochen hatte Schölers Gruppe zusammen mit dem Aachener Forscher Martin Zenke darüber berichtet, dass sich Körperzellen, wenn man nur die richtigen nimmt, mit weniger gentechnischen Eingriffen als bislang üblich quasi verjüngen und zurück in den embryonalen Zustand versetzen lassen. Statt einem Cocktail aus vier Genen, die den Reprogrammierprozess anstoßen, brauchten die deutschen Forscher dafür nur noch zwei. Damit war zwar das Krebsrisiko um die Hälfte verringert, aber immer noch werden Viren gebraucht, die diese Steuerungsgene in die Zellen einbauen und dabei fatale Programmierfehler mit sich bringen können.

Die neuen gPS Zellen lassen sich dem gegenüber völlig ohne Geneingriff und Viren gewinnen - allerdings bisher nur bei Zellen der Maus, mit denen Schöler in Münster hauptsächlich arbeitet. „Wir sind die ersten, die adulte Körperzellen direkt und ohne Viren in pluripotente Stammzellen umgewandelt haben“, sagte Schöler im Anschluss an seinen beeindruckenden Vortrag im Gespräch mit dieser Zeitung. Die Keimbahn-Stammzellen produzieren sämtliche für die Verjüngung benötigten Reprogrammierfaktoren quasi von selbst. „Entscheidend sind dafür die Kulturbedingungen“, erläuterte Schöler.

Artefakte aus dem Labor

Wie genau diese Bedingungen aussehen, war in Dresden von ihm nicht zu erfahren. Das Zellmaterial für ihre Experimente hat die Gruppe um Schöler durch kleine Biopsien aus dem Hodengewebe gewonnen. Vor zwei Jahren meinten Göttinger Forscher in diesem Gewebe schon wandelbare Zellen gefunden zu haben, die embryonalen Stammzellen ganz ähnlich sind. Schöler und andere Forscher haben inzwischen Indizien vorgelegt, dass es sich dabei allerdings nur um eingeschränkt wandelbare, keineswegs pluripotente Stammzellen handelt.

Die neuen Keimbahn-Stammzellen wurden nicht aus dem Hodengewebe selbst gewonnen, sondern entstanden erst durch die Kultur im Labor. Es sind „praktisch Artefakte“, so Schöler, die sich durch genetische Umsteuerung aus adulten und schon weitgehend fortentwickelten Zellen herausgebildet haben: sich zu verjüngten, nahezu embryonalen Zellen zurückgebildet haben, mit allen dazu nötigen Veränderungen in der Aktivität und molekularen Prägung der entsprechenden Gene.

Bereits erste Körperzellen gezüchtet

Schöler brachte den experimentellen Nachweis, dass solche künstlichen Reprogrammierungen selten - in schätzungsweise zwei von hundert Zellen - in den Mikrotiterplatten vorkommen, sich dann aber tatsächlich im Ergebnis als extrem ähnlich zu embryonalen Stammzellen erweisen. Was die Genprofile angeht und damit die Aktivierung und Stilllegung einzelner Gene - das Imprinting -, stehen die gPS-Zellen Schöler zufolge den embryonalen Stammzellen eindeutig näher als die vielversprechenden, erst vor zwei Jahren beschriebenen induzierten Stammzellen des Japaners Shinya Yamanaka.

Hans Schöler, Direktor am Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster

Im „Life and Brain Center“ der Universität Bonn wurden von Bernd Fleischmann aus den Münsteraner Keimbahn-Stammzellen bereits erste funktionsfähige Herzmuskelzellen sowie verschiedene Zellen des Nervensystems in der Kulturschale gezüchtet, berichtete Schöler in Dresden. Der ínternational renommierte Stammzellforscher setzt große Hoffnung in die Keimbahn-Zellen, weil diese - verglichen etwa mit Hautzellen - molekularbiologisch das frischere, genetisch weniger stark gealterte „Rohmaterial“ für künftige Zell- und Gewebetransplantationen bieten dürften.

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: Caro / Waechter, Jeonng Beom Kim/MPI für molekulare Biomedizin, Münster, University of Wisconsin-Madison

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