Induzierte Stammzellen

Die saubere Lösung rückt näher

Von Joachim Müller-Jung

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Eine Kolonie von iPS-Zellen im Münsteraner Labor

30. Juni 2008 Es ist, als hätten die Stammzellforscher ein zweites Leben. Das erste war vor allem Kampf und Krampf. Mit Moraldebatten um embryonale Stammzellen draußen, und drinnen im Labor ein zähes Ringen um die widerspenstigen Körperstammzellen. Das ist alles vergessen, wenn die „Ipse“ ins Spiel kommen, die sogenannten induzierten Stammzellen. Dann scheint alles wunderbar einfach. Schnurstracks programmiert man mit einem kleinen Gencocktail beliebige Zellen des Körpers in den embryonalen Zustand zurück und hat damit quasi unbegrenzt vermehr- und wandelbare Stammzellen in der Hand. Der ideale Rohstoff, wenn ein Organ versagt.

Als im Februar dieses Jahres eine kalifornische Biotechfirma diesen Quell der ewigen Jugend mit ein paar Nanoröhrchen als Reprogrammierhilfe und damit das Ganze ohne Gentechnik geschafft haben wollte, schien für einen Moment das Wunder, das japanische Forscher auf den Weg gebracht hatten, schon beinahe vollbracht – in weniger als zwei Jahren. Doch der Beweis der Biounternehmer fehlt bis heute. Was allerdings nicht gleich Stillstand bedeutet. Nein, es brummt vielmehr gewaltig in den Laboren, die neuen, künstlichen Stammzellen haben Kräfte freigesetzt. Und aus den großen Stammzellinstituten dieser Welt dringt es unüberhörbar nach draußen: Ja, wir sind bald so weit.

Zwei Zutaten statt vier

Laborszenerie: Holm Zaehres und Jeong Beom Kim am MPI für molekulare Biomedizin in Münster

An diesem Montag ist es das von Hans Schöler geleitete Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, das die Marksteine setzt. In der Online-Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ berichten Schölers Leute, allen voran Jeong Beom Kim und Holm Zaehres, wie sie in einer Koproduktion mit Martin Zenke von der Universität Aachen das Reprogrammieren in den Embryonalzustand „schonender“ und „sicherer“ gestaltet haben. Statt wie im japanischen Urexperiment vier Gene zu verwenden, die mit Viren in die Hautzellen eingeschleust wurden und diese zu nahezu grenzenlos wandelbaren Stammzellen verwandelten, benötigten sie nur noch zwei. Vor allem konnten sie auf das sogenannte c-Myc-Gen verzichten. Das ist nach dem Einschleusen als Gepäck der Viren ein berüchtigter Krebsauslöser.

Die Halbierung des Programmiercocktails auf zwei Gene verringerte die Tumorgefahr zusätzlich. Denn so braucht man auch nur noch halb so viele Viren als Gentransporter. „Allein das bringt fünfzigprozentige Risikoreduktion“, sagt Schöler. Der Trick, der zur Gen-Ersparnis führte: Statt der schon ausgereiften Hautzellen haben die Forscher die noch etwas „jugendlicheren“ Körperstammzellen aus dem Kopf umprogrammiert. Diese haben zwei der vier benötigten Jungbrunnengene – „Sox2“ und „c-Myc“ – von Natur aus stärker als normal aktiviert. Fehlen also nur noch zwei Genschalter: „Oct4“ und „Klf4“. Und tatsächlich hat das Einschleusen dieser beiden Schlüsselgene unter allen getesteten Genrezepturen am effizientesten das erwünschte Ergebnis gebracht: Adulte Stammzellen wurden ins Embryonalstadium zurückverwandelt – zum ersten Mal und zumindest nach den gängigen Kriterien im Labor.

Das Potential der Zellverjüngung

Vom „großen Potential“ für die Zellverjüngung schreiben die Wissenschaftler abschließend in ihrem Aufsatz. Aber natürlich hätten sie lieber vom noch viel größeren Potential für die Medizin der Zukunft geschrieben. Drei Umstände verhinderten das: Zum einen wurden die Münsteraner Ergebnisse an Mäusen erzielt, noch nicht mit menschlichen Zellen. Zweitens wären, übertragen auf den Patienten, neuronale Stammzellen aus dem Gehirn gewiss nicht die idealen, leicht zugänglichen Quellen für den Jungbrunnen. Schöler und sein Team suchen deshalb bereits unter Hochdruck nach gleichwertigen Körperstammzellen, die wenigstens einen Teil der Genschalter schon natürlicherweise hochgefahren haben. Und drittens wird man alles daransetzen müssen, auf Viren als Transportmittel für die Gene grundsätzlich zu verzichten – schon des Entartungsrisikos wegen, das mit dem Einschleusen des Virengenoms in die Zellen verbunden ist. Hohe Hürden also vor dem Schritt in die Klinik? „Wir sind auf dem besten Weg“, sagt Schöler bestens gelaunt. Nicht auf gutem, nein, auf dem besten Weg. Er lässt durchblicken, dass sich in dem Vierteljahr seit Einreichen dieser Versuchsresultate bei „Nature“ die Welt der Ipse schon weitergedreht hat.

Vor allem der Virenersatz wäre eine nobelpreiswürdige Erfindung. Die Strategie mit der geschickten Vorauswahl genetisch proaktiver Körperzellen könnte ein Teil davon sein. Eine andere Möglichkeit hat Schöler in diesen Tagen in der Zeitschrift „Cell Stem Cell“ angedeutet: kleine Moleküle wie das aus seinem Labor mit dem klingenden Namen „Bix“, das die Arbeit der eingeschleusten Genschalter übernimmt und in den Zielzellen die gewünschte Gentätigkeit erbgutschonend „von außen“ besorgt. Fast zeitgleich berichteten Douglas Melton und seine Leute vom Harvard-Stammzellinstitut in „Nature Biotechnology“ über ihre bisher vielversprechendste Reprogrammieralternative: Valproinsäure. Das ist ein altbekannter Arzneistoff, der in der Behandlung von Epileptikern als erste Wahl gilt und bei der Therapie von manischen Zuständen eingesetzt oder bei extremen Kopfschmerzen schon mal vorbeugend verschrieben wird. Im Sicherheitsdatenblatt des Wirkstoffs ist vermerkt: Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Auch in der schönsten Stammzellsuppe findet sich immer noch ein Haar.

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: AFP, Jeonng Beom Kim/MPI für molekulare Biomedizin, Münster, MPI für molekulare Biomedizin

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