3. Quartal 2007

Können reprogrammierte "erwachsene" Zellen embryonale Stammzellen ersetzen?

Nur sehr selten schafft es eine wissenschaftliche Nachricht in die Abendausgabe der Tagesschau. Am 21. November war es mal wieder soweit. Was war passiert? Eine japanische Arbeitsgruppe hatte berichtet, dass sie aus menschlichen Hautzellen Zellen erzeugen kann, die praktisch die gleichen Eigenschaften besitzen wie embryonale Stammzellen.

Die embryonalen Stammzellen sind deshalb so begehrt, weil sie die Fähigkeit besitzen, sich in jede andere Körperzelle zu entwickeln. Die regenerative Medizin will defekte Organe mit im Labor neu gezüchteten Organen bzw. Organteilen ersetzen, also z. B. nach einem Herzinfarkt aus embryonalen Stammzellen neue Herzmuskelzellen und einen neuen Herzmuskel erzeugen. Dem hohen therapeutischen Potential der embryonalen Stammzellen steht aber der große Nachteil gegenüber, dass für ihre Gewinnung menschliche Embryos zerstört werden müssen. Dies hat ethischen und religiös motivierten Widerstand gegen dieses Therapiekonzept hervorgerufen.

Bei der neuartigen Zellreprogrammierung ist die Zerstörung von Embryos nicht mehr nötig. Damit wären die gesamten ethischen und religiösen Probleme der regenerativen Medizin auf einen Schlag beseitigt. Wird nun diese neuartige Zellreprogrammierung tatsächlich in die medizinsch-therapeutische Anwendung gelangen? Nicht in der jetzt praktizierten Form! Denn so wie die Zellen umprogrammiert werden, gelangen vier menschliche Gene und Viruserbgut in das Genom der reprogrammierten Zelle. Es ist völlig unklar, welche Nebenwirkungen das auslösen kann. Die Funktion der vier eingeschleusten Gene ist sehr komplex und umfangreich. Daher sind die Auswirkungen ihrer Aktivierung nur sehr schwer, wenn überhaupt, vorhersagbar.

Eines der für die Reprogrammierung benutzten Gene ist das c-MYC-Onkogen. Dieses seit langem bekannte Gen kennt man aus der Krebsforschung. Viele Tumore haben eine erhöhte Aktivitiät dieses Gens, so dass man annehmen kann, dass eine übermäßige Aktivierung des c-MYC-Gens auch zu einer Entartung beitragen könnte. Dies hätte letztlich die Konsequenz, dass aus dem Reparaturgewebe, das einem Menschen eingebaut wird, nach einiger Zeit ein Krebstumor entstehen könnte. Allein das macht schon klar, dass hier noch sehr viel Forschung nötig ist, bis überhaupt dieses Konzept am Menschen klinisch erprobt werden kann. Eine der dabei angestrebten Richtungen ist es z. B. die Gene nicht mittels viraler Fähren in die Zelle einzuschleusen und so zumindest das Problem des Einbaus von viralen Genen in das humane Genom zu umgehen. Außerdem sind weitere Studien zu Langzeitverläufen von Geweben, die aus reprogrammierten Zellen hervorgegangen sind, nötig, um sicherheitsrelevante Ereignisse zu verfolgen. Die Grundlagenforschung wird wohl noch einige Jahre benötigen. Erst dann kann an klinische Studien am Menschen gedacht werden.

Die jetzige Medienpräsenz dieses wissenschaftlichen Durchbruchs erinnert ein wenig an den vor einigen Jahren gemeldeten Durchbruch bei der Erzeugung menschlicher embryonaler Stammzellen durch den koreanischen Tierarzt Hwang, die sich dann allerdings als Fälschung und Betrug herausgestellt hat. Diesmal stammen die Egebnisse von zwei voneinander unabhängigen Forscherteams. Die Arbeitsgruppe von Yamanaka in Kioto, Japan, und die von Thomson in Madison, Wisconsin, USA, haben beide unabhängig voneinander diese Reprogrammierung von Hautzellen erreicht. Somit ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies eine Fälschung ist oder auch nur, dass es nicht reproduziert werden kann, weil wissenschaftliche Probleme vorliegen, sehr gering. Es ist davon auszugehen, dass Zellreprogrammierung tatsächlich funktioniert. Wenn man bedenkt, dass nur vier Gene dafür zuständig sind, ist dies eigentlich ein unerwartet einfacher Eingriff. Hier besteht tatsächlich ein sehr hohes Potential, mit dieser Technik eines Tages für Erkrankungen Reparaturgewebe zu erzeugen.

29. November 2007

Dr. Joachim Bürger
Kompetenzzentrum Biowissenschaften