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Allgemein

„Unsere DNA altert wie unser Gesicht”

Hans Schöler und seine Mitarbeiterin Karin Hübner haben Mitte dieses Jahres die Vorstellungen von Embryonen und den Entwicklungsmöglichkeiten von Stammzellen auf den Kopf gestellt. Ihnen gelang es, aus den Stammzellen eines Embryos Eizellen herzustellen. Theoretisch könnte so eine nie geborene Frau – aber auch ein Mann – Mutter werden. bild der wissenschaft sprach mit Prof. Schöler über die Konsequenzen seiner Forschung für die Zukunft der Stammzellforschung und des Klonens.

bild der wissenschaft: Herr Prof. Schöler, Ihre Entdeckung verdanken Sie der genialen Eingebung Ihrer Mitarbeiterin Karin Hübner…

Schöler: Ja, wir wussten zwar, was wir suchten und hatten alles entsprechend vorbereitet, aber was dann in der Zellkultur entstand, sah aus wie sterbende Zellen – und die entfernt man normalerweise ganz schnell, damit einem nicht auch noch die anderen Zellen sterben. Karin Hübner hat die Zellen aber aufgehoben und auf frische Nährmedien übertragen. Und aus den seltsamen Zellen entwickelten sich Eizellen. Das war fast wie bei der Entdeckung des Penizillins, als Fleming seine verschimmelten Kulturplatten ebenfalls nicht wegschmiss und dann entdeckte, dass der Schimmel Bakterien tötet.

bdw: Wie kamen Sie den „Ei-Stammzellen” auf die Spur?

Schöler: Wir suchten nach Zellen, in denen eine Art Zell-Schalter „umgelegt” war. Er heißt Oct4 und gibt den embryonalen Stammzellen die Fähigkeit, sich in verschiedene Zellen zu entwickeln. Er muss im Embryo zur richtigen Zeit, am richtigen Platz und in der richtigen Menge vorhanden sein, damit sich eine Eizelle entwickelt. Sonst funktioniert das Ganze nicht oder läuft in die falsche Richtung. Oct4 ist das Vorspiel zur Bildung der vielen neuen Zellen im jungen Embryo. Das Gen zur Herstellung von Oct4 wird im Embryo später abgeschaltet und richtiggehend unterdrückt. Nur in den Keimzellen der Hoden und Eierstöcke bleibt es nach der Geburt aktiv und führt zur Bildung von Eizellen und Spermien.

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bdw: Denken Sie, dass es Molekularbiologen gelingen wird, Oct4 wieder einzuschalten, um so jeden beliebigen Zelltyp auch in Erwachsenen herzustellen?

Schöler: Nein, das klappt nicht so einfach. Zum einen reicht Oct4 alleine in der Zelle nicht aus, sie braucht dazu noch weitere Zell-Schalter. Außerdem: Wenn im Embryo das Oct4-Gen abgeschaltet wird, erhält es eine biochemische Markierung, die dauerhaft verhindert, dass es wieder aktiv wird. Was mich als Molekularbiologen vor allem umtreibt, ist es, solche Prozesse zu verstehen. Ich will letzten Endes verstehen, wie das Klonschaf Dolly möglich war. Dazu müssen wir begreifen, was die Hauptschalter in der Zelle sind und wie sie funktionieren. Wenn wir das verstanden haben, können wir vielleicht auch Stammzellen im Körper umprogrammieren, ohne sie vorher herauszunehmen.

bdw:Könnte durch Ihre Entdeckung das therapeutische Klonen – mit dem man körpereigene Zellen für Transplantationen gewinnen will – schon bald einfacher werden?

Schöler: Ich muss vorwegschicken, dass wir unsere Versuche an Mäusezellen durchgeführt haben. Prinzipiell spricht nichts dagegen, dass sie beim Menschen auch funktionieren, aber das haben wir nicht probiert. Der wichtigste Fortschritt in Richtung therapeutisches Klonen ist, dass wir keine Frauen als Ei-Spenderinnen mehr brauchen. Wir können mit unserer neuen Technik Versuche wie den Kerntransfer überhaupt erst durchführen. Bis jetzt ging das nicht.

bdw: Auch Homosexuelle begrüßen ihre Forschungsergebnisse…

Schöler: Die Herstellung künstlicher Eizellen funktioniert auch mit männlichen Embryos. Aus männlichen Zellen entstehen nicht automatisch Spermien, sondern Eizellen. Bei der Entwicklung eines Menschen geht die grundsätzliche Entwicklung stets in Richtung Frau, wenn es keine anderen Befehle gibt. Um Spermien – beziehungsweise Männer – zu schaffen, muss in den Embryos das Gen SRY zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv sein. Da aber in den Kulturschalen nicht alles so optimal abläuft wie im Körper, unterbleibt dieser Schritt meistens – und so entstehen aus männlichen Stammzellen oft Eizellen statt Spermien.

bdw: Und wie würde das in der Praxis aussehen?

Schöler: Das wäre natürlich ein sehr kompliziertes Verfahren: Man müsste aus Stammzellen Eizellen herstellen, dann müsste man einen Zellkern eines Erwachsenen nehmen und ihn in die Eizelle überführen, das Ganze zu einem Embryo heranwachsen lassen und schließlich daraus embryonale Stammzellen entnehmen, aus denen man Eizellen werden lässt. Dann hätte man Eizellen mit den Chromosomen eines Mannes oder einer Frau – und die kann man dann mit Spermien befruchten.

bdw:Wie realistisch ist dieses Szenario?

Schöler:Das Problem ist: Nicht nur unser Gesicht, auch unsere DNA altert. Wenn Sie also Zellkerne von Erwachsenen in Eizellen tun, dann ist deren DNA schon Schrott. Und Sie wollen doch eigentlich nichts in die Welt setzen, das von vornherein keine Chancen hat. Denn das weiß man sicher: Unsere DNA, also die von Erwachsenen, ist einfach schlecht. Deren Verfall im Laufe eines Menschenlebens verläuft erst linear und ab einem bestimmten Alter exponentiell. Die Wende tritt im Alter von etwa 45 auf. In der Fachliteratur wird dieses Alter als das Ende der Garantiezeit bezeichnet. Danach steigt die Wahrscheinlichkeit, Tumore zu bekommen, drastisch an.

bdw:Sie halten trotzdem das therapeutische Klonen für sinnvoll?

Schöler:Meine Zuversicht hat zwei Gründe: Sie können zum einen die geklonten Zellen in Kulturschalen vermehren, ihre Entwicklung dann in die richtige Richtung lenken – zum Beispiel in Richtung Herzmuskelzelle – und dann vielleicht mit Gen-Chips testen, welche von den Zellen die besten sind. Die anderen werfen Sie weg. Bei Menschen geht das nicht: Sie können nicht 100 Menschen durch Kerntransfer in die Welt setzen, um einen zu bekommen, der überlebensfähig ist.

bdw:Und der zweite Grund?

Schöler:Beim reproduktiven Klonen – also dem Dolly-Verfahren – treten Schäden an den geklonten Tieren auf, weil es nicht gelingt, alle „erwachsenen” Gene ab- und alle embryonalen Gene anzuschalten. Man hat das noch nicht genau untersucht, aber dieses Phänomen ist wahrscheinlich beim therapeutischen Klonen kein Problem, da man solche Körperzellen zum Klonen nimmt, die den neu herzustellenden Zellen am ähnlichsten sind. Denn die Körperzellen kümmern sich um die Gene, die sie für ihre Arbeit brauchen – zum Beispiel Herzmuskelzellen um typische Herz-Gene und Nervenzellen um Nerven-Gene. Diese Gene werden gepflegt und repariert. In den deaktivierten Gene treten dagegen viele Mutationen auf. Wenn Sie also den Zellkern einer Herzmuskelzelle in eine Eizelle überführen, bekommen Sie wahrscheinlich gute Stammzellen, um daraus Herzmuskelzellen zu machen – aber keine guten für Nervenzellen.

bdw:In der Praxis hat das aber noch nicht funktioniert.

Schöler:Beim Menschen und ganz generell bei allen Primaten ist ein Kerntransfer noch nicht geglückt. Anscheinend gehen bei Affenzellen während des Kerntransfers eine ganze Menge Zell-Schalter verloren, die die Zelle braucht. Bevor man das therapeutische Klonen mit menschlichen Zellen probiert, sollte man es also erst einmal mit tierischen Zellen zu Ende testen und sehen, welche Probleme dabei auftreten. Bis heute gibt es ja kein einziges Tierexperiment, das beweist, dass therapeutisches Klonen funktioniert.

bdw:Japanische Kollegen haben vor kurzem durch Zugabe bestimmter Faktoren Spermien aus embryonalen Stammzellen hergestellt. Wollen Sie Ihre künstlichen Eizellen mit Spermien befruchten, vielleicht sogar mit künstlichen Spermien?

Schöler:Ja, aber für uns ist der Kerntransfer das Wichtigste. Wir wollen das therapeutische Klonen vorantreiben und alle dazu notwendigen Vorgänge komplett in der Kulturschale durchziehen. Trotzdem: Die ersten Befruchtungsexperimente laufen. Die Leute wollen das sehen und darum werden wir es machen. Ich will damit nur beweisen, dass die Eizellen gut genug sind, um sie für Therapien nutzen zu können.

Thomas Willke

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