Mit einer sicheren Fähre zu den iPS
Virusfreies Genübertragungssystem macht aus normalen Körperzellen die begehrten pluripotenten Stammzellen
Wissenschaftler haben eine Methode entwickelt, mit der sie ohne Einsatz eines Virus menschliche Zellen dauerhaft in vielseitig einsetzbare Stammzellen verwandeln können. Bisher werden dazu sogenannte Virus-Genfähren eingesetzt: Die Viren dringen in die Zelle ein und platzieren die gewünschten Gene an verschiedenen Stellen des Erbgutes. Dieses Verfahren ist jedoch mit Risiken verbunden, da dabei etwa versehentlich ein lebenswichtiges Gen ausgeschaltet werden kann, was wiederum die Gefahr beinhaltet, dass die Zelle entartet. Jetzt haben gleich zwei Arbeitsgruppen eine sicherere, neue Methode entwickelt: ein Team um den in Edinburgh tätigen Keisuke Kaji und eines um den in Kanada arbeitenden Knut Woltjen.
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Die Wissenschaftler um Kaji verwendeten eine abgewandelte Genfähre, die ursprünglich aus Bakterien stammt und Plasmid genannt wird. Sie schleusten die vier bereits früher für die Reprogrammierung von Hautzellen verwendeten Gene – c-Myc, Klf4, Oct4 und Sox2 – in einer einzigen Genfähre in Bindegewebszellen der Maus ein, die dadurch zu pluripotenten Stammzellen wurden.
Nach der Umwandlung schnitten die Wissenschaftler die vier Gene wieder aus dem Erbgut der Zelle heraus. Zwei der Gene – Oct4 und Klf4 – bringen die Zellen nämlich auch zum Wuchern, ein weiteres gilt als Krebsauslöser. In einem weiteren Versuch an menschlichen Bindegewebszellen schleusten die Wissenschaftler mit der Genfähre zusätzlich noch ein "springendes Gen", Transposon genannt, in die Zellen. Dadurch konnten die einschleusten Gene besser in das Erbgut eingebaut werden.
Die kanadischen Forscher schleusten ebenfalls alle vier Gene zusammen mit dem Transposon in Bindegewebszellen des Menschen und der Maus ein. Ihnen gelang es zudem, die Genfähre zusammen mit den eingeschleusten Genen komplett aus dem Erbgut der induzierten Stammzellen wieder herauszuschneiden. Bei der Methode von Kaji ohne das Transposon verbleiben nach dem Herausschneiden noch Reste der Genfähre im Erbgut.
Diese Methode minimiert Veränderungen des Erbguts in den induzierten Stammzellen und erlaubt es, die fremden Gene wieder zu entfernen, schreibt Kaji. Die induzierten Stammzellen könnten in Zukunft in der regenerativen Medizin, der Entwicklung neuer Medikamente und der Etablierung neuer Krankheitsmodelle eingesetzt werden. Sie gelten als ethisch unbedenkliche Alternative zu embryonalen Stammzellen, für deren Gewinnung ein Embryo getötet werden muss.
Keisuke Kaji (Universität von Edinburgh) et al.: Nature,DOI: 10.1038/nature07864)
Knut Woltjen (Mount-Sinai-Krankenhaus, Toronto) et al.: Nature, DOI: 10.1038/nature07863
ddp/wissenschaft.de – Helmine Braitmaier
