Genetik: Stammzellen helfen gegen Sichelzellanämie bei Mäusen

Wissenschaftler haben die Sichelzellanämie bei Mäusen erfolgreich mit Stammzelllinien behandelt, die aus der Schwanzspitze der Mäuse gewonnen wurden. Es ist der erste Beweis, dass so genannte induzierte pluripotente Stammzellen - adulte Zellen, die so reprogrammiert wurden, dass sie embryonalen Stammzellen sehr ähneln - therapeutisch genutzt werden können.

Die Arbeit stellt einen Schritt nach vorn dar auf dem Weg, festzustellen, ob diese Zellen eines Tages zu Therapien führen können, bei denen die Zellen aus dem eigenen Gewebe stammen, wodurch das Risiko einer Abstoßung durch das Immunsystem ausgeschlossen würde. Wissenschaftler beeilen sich jedoch zu warnen, dass noch einiges getan werden muss, bevor die Zellen in Testreihen mit Menschen zum Einsatz kommen können.

"Es stellt einen sehr wichtigen präklinischen Nachweis des Wirkprinzips dar", sagt George Daley, Stammzellforscher am Children's Hospital in Boston, Massachusetts, der nicht an der Studie beteiligt war. "Es unterstreicht aber auch, dass hinsichtlich der Sicherheit dieser Zellen noch viele, viele Fragen offen sind."

Vor mehr als fünf Jahren nutzten Daley und Rudolf Jaensch vom Whitehead Institute for Biomedical Research in Cambridge, Massachusetts, das therapeutische Klonen, um embryonale Stammzellen zu schaffen, die in der Lage sind, einen genetisch bedingten Immundefekt zu korrigieren (1). Die Methode stellte jedoch eine technische Herausforderung dar und war für manche ethisch bedenklich, da Embryonen verwendet wurden.

Seitdem ist es Forschern gelungen, adulte Zellen von Mäusen und Menschen so zu reprogrammieren, dass sie embryonalen Stammzellen sehr ähneln und sich ähnlich verhalten. Die Zellen, die dabei entstehen, so genannte induzierte pluripotente Stammzellen, können sich in viele verschiedene Zellarten differenzieren. Ihr therapeutisches Potenzial ist bislang noch nicht gesichert. Wissenschaftler rufen danach, die neuartigen Zellen an Modellen der von ihnen favorisierten Erkrankung zu testen.

Krankheitsmodell

Jaensch entschied, die Zellen bei der Bekämpfung der Sichelzellanämie einzusetzen, da die genetischen Grundlagen der Erkrankung gut verstanden sind und Mausmodelle die Erkrankung des Menschen überzeugend nachahmen. Daher produzierten Jaensch und Tim Townes von der University of Alabama in Birmingham zusammen mit ihren Kollegen induzierte pluripotente Stammzellen einer Maus mit einer Sichelzellmutation in einem ihrer Globingene.

Das Team schuf die induzierten pluripotenten Stammzellen, indem sie das defekte Globingen durch ein normales ersetzten, um gesunde Blutzellen zu erhalten. Die Stammzellen wurden anschließend der kranken Maus transplantiert, die zuvor bestrahlt worden war, um die kranken Blutzellen zu zerstören.

Zwölf Wochen nach der Behandlung hatten die behandelten Mäuse mehr gesundes Blut mit einer höheren Anzahl roter Blutkörperchen und höherem Hämoglobinspiegel als unbehandelte Mäuse mit Sichelzellanämie (2).

Risikoabwägung

Transplantationen induzierter pluripotenter Stammzellen können mit einem erhöhten Krebsrisiko einhergehen. Die Wissenschaftler verminderten das Risiko, indem sie einen bestimmten Bestandteil, der sonst zur Reprogrammierung der Zellen genutzt wurde, nicht verwendeten: das Krebs verursachende Protein c-myc. Drei Monate nach der Transplantation zeigten die Mäuse keine Anzeichen für Tumore. Das heißt jedoch noch nicht, dass tatsächlich keine Tumore auftreten werden, warnt Jaensch.

Wissenschaftler werden erst dann wirklich wissen, wie gut die Zellen im Vergleich mit adulten oder embryonalen Stammzellen abschneiden, wenn sie sie verglichen haben, sagt Evan Snyder, Direktor des Birmingham Institute for Medical Research in La Jolla, Kalifornien. "Letztlich muss man das mit allen Varianten von Stammzellen, die es da draußen gibt, machen", fügt er hinzu. "Man muss die direkt miteinander vergleichen und aufgrund der so gewonnenen Daten entscheiden, welche die sichersten und effektivsten sind."

Es wäre möglich, dass verschiedenen Krankheiten am besten mit unterschiedlichen Stammzellen zu behandeln sind oder mit einer Kombination von Stammzellen. "Es ist wie bei einem Künstler, der über eine reichhaltige Farbpalette verfügt", erklärt Snyder. "Um ein wunderbares Bild zu malen, wollen wir alle Farben benutzen."

(1) Rideout III, W. M., Hochedlinger, K., Kyba, M., Daley, G. Q. & Jaenisch, R. Cell 109, 17-27 (2002). (2) Hanna, J. et al. Science doi:10.1126/science.1152092 (6. December 2007).

Dieser Artikel wurde erstmals am 6.12.2007 bei news@nature.com veröffentlicht. doi: 10.1038/news.2007.347. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

Heidi Ledford