Jetzt auch vom Menschen: Hautzellen mit Stammzellprogramm

 Menschliche embryonale Stammzellen aus dem Labor von James Thomson an der Universität von Wisconsin in Madison, vergrößert dargestellt. Bild: Jeff Miller
Menschliche embryonale Stammzellen aus dem Labor von James Thomson an der Universität von Wisconsin in Madison, vergrößert dargestellt. Bild: Jeff Miller
Kurz nach dem Erfolg beim therapeutischen Klonen von Affen ist zwei Forscherteams nun ein weiterer wichtiger Schritt bei der Erzeugung maßgeschneiderter embryonaler Stammzellen gelungen: Sie programmierten bereits spezialisierte menschliche Haut- und Bindegewebszellen so um, dass diese praktisch sämtliche Merkmale embryonaler Stammzellen aufwiesen. Beide Gruppen verwendeten dazu lediglich vier Gene, die sie mit Hilfe von Viren in die Zellen einschleusten. Erst im Juni war dieses Verfahren bei Mäusen geglückt, wobei die Forscher es damals noch für völlig offen hielten, ob sich die Methode jemals auf menschliche Zellen übertragen ließe. Zwar können die umprogrammierten Zellen aus technischen Gründen und wegen Sicherheitsbedenken noch nicht für die Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden. Sie sind jedoch eine vielversprechende Alternative zu embryonalen Stammzellen, da ihre Gewinnung ethisch unbedenklich ist, schreiben die Wissenschaftler um Shinya Yamanaka aus Kyoto und James Thomson von der Universität von Wisconsin in Madison.
Das Team um Yamanaka verwendete für die Umprogrammierung von Hautzellen aus dem Gesicht einer 36 Jahre alten Frau exakt die vier Gene ? Oct4, Sox2, Klf4 und c-Myc ?, die auch bei den Mäusezellen zum Erfolg geführt hatten. Thomson und seine Kollegen nutzten mit Oct4 und Sox2 ebenfalls zwei dieser Gene, ersetzten jedoch die anderen beiden durch die Gene Nanog und Lin28. Zudem wählten sie fötale Bindegewebszellen aus der Lunge und Zellen aus der Vorhaut eines neugeborenen Jungen für ihre Studie.

Mit beiden Methoden ließen sich die ursprünglich spezialisierten Zellen in einen sehr urtümlichen, undifferenzierten Zustand versetzen, berichten die Forscher. So glichen nach der Behandlung unter anderem ihr Aussehen, ihre Oberflächenstruktur und bestimmte genetische Marker denen von embryonalen Stammzellen. Zudem waren die Zellen in der Lage, sich in unterschiedliche Gewebetypen zu verwandeln, darunter nervenzellähnliche Strukturen, Herzmuskelzellen und die drei Gewebearten, die einen sich entwickelnden Embryo ausmachen. Das Muster der Genaktivitäten stimmte allerdings nicht ganz mit dem von embryonalen Stammzellen überein, so die Wissenschaftler.

Sollte es gelingen, auch diese Eigenschaft noch anzugleichen, könnten die umprogrammierten Zellen irgendwann möglicherweise jede Art von Körpergewebe liefern ? genauso wie das therapeutische Klonen, nur ohne die Notwendigkeit, Embryonen abtöten zu müssen. Zuvor muss jedoch noch ein grundlegendes Problem geklärt werden, mahnen die Forscher: Solange Viren nötig sind, um die Gene einzuschleusen, können die Zellen nicht für die Behandlung von Menschen eingesetzt werden. Zu groß sei die Gefahr, dass sich aus dem neuen Gewebe Tumoren entwickeln. Als Testmaterial für Medikamente oder die Grundlagenforschung seien die neuen Zellen allerdings schon jetzt ein hilfreiches Werkzeug.
Shinya Yamanaka (Universität in Kyoto) et al.: Cell, Onlinevorabveröffentlichung, DOI: 10.1016/j.cell.2007.11.019

Junying Yu (Universität von Wisconsin in Madison) et al.: Science, Onlinevorabveröffentlichung, DOI: 10.1126/science.1151526

ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel


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