US-Forschern ist es erstmals gelungen, spezialisierte Körperzellen in vielseitige Stammzellen umzuprogrammieren, ohne dabei Gene oder Proteine in die Zellen einschleusen zu müssen. Der Trick: Die Wissenschaftler aktivierten mit Hilfe spezieller Kulturbedingungen einfach die zelleigenen Varianten der Gene, die bei frühreren Ansätzen von außen eingeschleust worden waren. Auf diese Weise erzeugten sie aus Zellen aus der Augenhornhaut von Ratten Stammzellen, die den vielseitigen embryonalen Stammzellen stark ähnelten. Da die Umprogrammierung ohne fremdes Genmaterial auskomme, sei auch das Risiko, dass sich Krebs entwickele, sehr viel geringer als bei bisherigen Versuchen, so die Forscher. Das Verfahren könne sich daher sehr gut für die Erzeugung maßgeschneiderter Stammzellen eignen, schreiben Iqbal Ahmad und seine Kollegen.
Im Jahr 2006 gelang es Wissenschaftlern erstmals, bereits spezialisierte, erwachsene Hautzellen in eine Art embryonalen Zustand zurückzuversetzen. Dazu schleusten sie mit Hilfe von Retroviren vier Gene in die Hautzellen ein, die sich dann ins Erbgut integrierten und dort aktiviert wurden. Das Problem: Sowohl die Anwesenheit der Viren als auch die fehlende Kontrolle darüber, an welcher Stelle das fremde Erbgut eingebaut wird, sind potenzielle Risikofaktoren für eine Entartung der Zelle ? und damit für Krebs. Seitdem arbeitet eine ganze Reihe von Forscherteams daran, diese Gefahr zu verringern oder zu beseitigen.
Erste Erfolge gab es bereits. So gelang es beispielsweise, die fremden Gene so einzuschleusen, dass sie nicht mehr ins Erbgut eingebaut wurden und damit auch nicht die Gefahr bestand, lebenswichtige Genabschnitte zu beschädigen. Später konnten Forscher sogar zeigen, dass auch direkt die Proteine in die Zellen eingeschleust werden können, deren Bauplan auf den sonst benutzten Genen gespeichert ist. Ahmad und sein Team gingen jetzt noch einen Schritt weiter: Sie entschieden sich vollständig gegen das Einschleusen fremden Materials in die Zelle. Stattdessen reicherten sie die Nährflüssigkeit für ihre Ausgangszellen mit bestimmten Substanzen an und aktivierten so die zelleigenen Varianten der Reprogrammierungsgene. Die dabei entstehenden Stammzellen erfüllten ersten Tests zufolge alle Kriterien, die von solchen sogenannten pluripotenten Stammzellen gefordert werden ? darunter die Fähigkeit, sich in voll funktionsfähige Leber-, Herz- und Nervenzellen zu verwandeln.
Die Ausgangszellen, die im Auge für die Nachschublieferung an Hornhautzellen zuständig sind, lassen sich mit Hilfe einer einfachen Biopsie sehr leicht gewinnen, ohne die Sehfähigkeit des Betroffenen einzuschränken, schreiben die Forscher. Sie könnten daher eine optimale Zellquelle sein, wenn es um das Erzeugen von patientenspezifischen Stammzellen geht, aus denen sich dann alle möglichen Arten von Körperzellen herstellen lassen. Solche Zellen werden vom Immunsystem nicht abgestoßen und gelten daher als sehr sicher und verträglich. Um diese Vision umzusetzen, muss allerdings zuerst gezeigt werden, ob das Verfahren auch bei menschlichen Zellen funktioniert.
Iqbal Ahmad (Universität von Nebraska, Omaha) et al.: Stem Cells, doi: 10.1002/stem.242.x ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
