Forschung: Stammzellen ohne Krebsgefahr herstellbar

Natürlich. Manche Entdeckungen kommen völlig überraschend. Aber es gibt in den Naturwissenschaften auch eine Art Durchbruch, auf den die gesamte Forscherwelt schon wartet. Es ist der logische nächste Schritt. Er muss nur endlich jemandem gelingen.

Einen solchen Durchbruch haben nun britische und kanadische Forscher verkündet. Sie haben erstmals Stammzellen hergestellt, ohne dafür Viren zu benutzen, schreiben die Wissenschaftler online im Fachmagazin „Nature“. Das ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur klinischen Anwendung von Stammzellen, da er Gesundheitsrisiken ausräumt, die bisher ein entscheidendes Hindernis für eine Therapie mit solchen Zellen waren.

Eine Stammzelle kann sich zu jeder beliebigen Körperzelle entwickeln. Mediziner hoffen dieses Potenzial nutzen zu können, um Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson zu behandeln und sogar zu heilen. Aber die Forschung ist umstritten, denn zur Gewinnung der Stammzellen müssen Embryonen getötet werden. Der Durchbruch weckt die Hoffnung, die embryonalen Zellen bald ganz ersetzen zu können. Bei den neuen Zellen, iPS genannt, handelt es sich um eine Art Stammzelle, die gewonnen wird, indem normale Zellen, zum Beispiel die Hautzelle eines Erwachsenen, „reprogrammiert“ werden.

Die Methode barg große Gefahren

Im Sommer 2006 hatte eine japanische Gruppe eine solche Technik erstmals beschrieben. Die Forscher schleusten vier Gene in die Hautzellen einer Maus und produzierten so Zellen, die fast genauso aussehen und sich fast genauso verhalten wie embryonale Stammzellen. Ein Jahr später konnte dieselbe Arbeitsgruppe das Prinzip auch bei menschlichen Zellen erfolgreich anwenden.

Ein Traum der regenerativen Medizin schien wahr zu werden. Mit dieser neuen Technik war es theoretisch möglich, die Zellen eines erwachsenen Patienten zu nehmen, sie zu Stammzellen umzuprogrammieren und ihm dann zur Behandlung von Alzheimer, Parkinson oder einer anderen Krankheit zu spritzen. Das Problem einer Abstoßung, wie bei Organtransplantationen, würde entfallen.

Aber die Methode barg zwei schwerwiegende Probleme: Erstens blieben die künstlich eingeführten Gene für immer in den Zellen. Wie diese Erbanlagen die Zellen später beeinflussen und verändern könnten, ist nicht klar. Zweitens nutzten die Forscher Viren, um die Zellen zu verändern. Diese Genfähren schleusten die vier Gene in die Zellen und bauten sie dann in die DNS im Zellkern ein. An welcher Stelle die Gene eingebaut werden, kann aber nicht gesteuert werden und das birgt große Gefahren.

DNS wieder entfernbar

Jede Zelle reguliert genau, wann sie sich teilt und wann sie ruht. Daran sind zahlreiche Gene beteiligt. Manche beschleunigen den Zyklus, andere verlangsamen ihn. Es ist, als würden mehrere Bremsen und Gaspedale gleichzeitig gedrückt und nur die Balance der einzelnen Gene führt zum richtigen Tempo. Wird nun eines dieser Gene zerstört, weil die künstlich eingebrachte DNS sich mitten in diesem Gen integriert, so kann das in der Zelle dazu führen, dass eine Bremse ausfällt oder ein Gaspedal noch stärker gedrückt wird. Die Zelle entartet, das heißt, sie hört nicht mehr auf sich zu teilen und sie wird zur Keimzelle eines Tumors.

Um diese Gefahr zu vermeiden, nutzten die Forscher nun statt Viren ein Stück DNS namens piggyBAC, das sich genau wie ein Virus in das Genom der Zelle integrieren kann. Sie nutzten diese Fähigkeit um ein langes Stück DNS, das alle vier Gene enthält, in die Zelle einzuschleusen. Das Entscheidende: Nachdem die Zelle sich in eine Stammzelle umgewandelt hatte, konnten die Forscher die künstlich eingefügte DNS mithilfe einer natürlichen Genschere wieder herausschneiden.

„Mit unserer Methode können wir nicht nur die vier Gene wieder entfernen, sondern jede Spur einer genetischen Modifikation“, sagt Keisuke Kaji, einer der beteiligten Forscher. Das System erlaube es also iPS-Zellen herzustellen, die sich genetisch nicht von einer normalen Zelle unterscheiden.

Probleme gibt es dennoch

Den Großteil der Experimente machten die Forscher mit Mauszellen. Aber in ersten Versuchen konnten sie zeigen, dass ihre Methode grundsätzlich auch bei menschlichen Zellen funktioniert. „Diese Stammzellen werden hoffentlich die Grundlage bilden für die Behandlung vieler Krankheiten, die zur Zeit als unheilbar gelten“, sagt Andras Nagy, der Leiter der kanadischen Arbeitsgruppe.

Es ist bisher allerdings unklar, wie wandlungsfähig iPS-Zellen wirklich sind. „Ob sie wirklich dieselben Fähigkeiten besitzen wie embryonale Stammzellen, ist nach wie vor nicht geklärt“, sagt Oliver Brüstle, der an der Universität Bonn an Stammzellen forscht.

Und selbst wenn iPS- Zellen den embryonalen ebenbürtig sein sollten, gäbe es noch einige Probleme. Denn um eine Krankheit zu behandeln, müssen die Stammzellen zunächst in den benötigten Zelltyp umgewandelt werden. Die genauen Rezepte dafür müssen erst noch erforscht werden. „Wir wissen auch nicht, wie gut die Zellen sich dann in das fertige menschliche Gewebe einfügen“, gibt Kaji zu. Außerdem würden auch die transplantierten Zellen irgendwann sterben. „Es stellt sich die Frage, wie oft man solche Zellen spritzen muss.“

Sir Ian Wilmut, der das Schaf Dolly geklont hat, warnt vor übertriebenen Hoffnungen: „Es wird noch einige Zeit dauern, ehe diese Zellen Patienten gegeben werden können.“ Er habe jedoch die Hoffnung, dass die regenerative Medizin ihre Versprechen bald einlösen könne. Einige weitere Durchbrüche werden dazu aber noch nötig sein.