Aufmarsch der Chimären - wissenschaft.de
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Aufmarsch der Chimären

Ein paar Gen-Veränderungen hier, ein paar Mutationen dort verwandeln Tiere in Homunculi. Ob Mäuse, Schweine oder Rinder – „humanisierte“ Tiere sollen helfen, kranke Menschen zu heilen.

(…) Nun läßt sich wirklich hoffen,

Daß, wenn wir aus viel hundert Stoffen

Durch Mischung – denn auf Mischung kommt es an –

Den Menschenstoff gemächlich komponieren,

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In einen Kolben verlutieren

Und ihn gehörig kohobieren,

So ist das Werk im stillen abgetan.

Es wird! die Masse regt sich klarer!

Die Überzeugung wahrer, wahrer:

Was man an der Natur Geheimnisvolles pries,

Das wagen wir verständig zu probieren,

Und was sie sonst organisieren ließ,

Das lassen wir kristallisieren.

Goethe, Faust II

Kohobieren, verlutieren, Kristallisieren – auf recht komplizierte Chemie setzte Goethe, um in Faust II einen Menschenstoff köcheln und einen Homunculus, einen künstlichen Menschen, schaffen zu können. Kaum 200 Jahre später scheint die Biologie tatsächlich Wege gefunden zu haben, den Stoff, der menschlich macht, zu kontrollieren und sogar auf Tiere zu übertragen.

Mit verblüffend simplen Bio-Rezepten: Um in einem Tier ein menschliches Organ zu züchten, braucht es weder Kolben noch viele Hundert Stoffe, sondern nur zwei Zutaten: Erstens einen Schweine-Embryo, der aufgrund eines Gen-Defekts kein Organ wie die Bauchspeicheldrüse entwickeln kann. Zweitens Stammzellen eines zuckerkranken Patienten, die in den Schweine-Embryo gespritzt werden. Der Rest funktioniert dann wie von selbst: Die menschlichen Stammzellen verteilen sich im Schweine-Embryo, wachsen mit und übernehmen die Entwicklung des Organs, das die Schweinezellen nicht bilden können. Geboren wird ein Schwein mit einer menschlichen Bauchspeicheldrüse – die dem Patienten transplantiert werden kann, ohne dass es zu einer Abstoßungsreaktion kommt.

Diese Rezeptur für eine schier unerschöpfliche Quelle neuer Organe ist seit dem gelungenen Experiment eines japanischen Forscherteams an Mäusen kein utopisches Szenario mehr. Es ist das jüngste Kapitel einer Serie von Techniken, mit denen der Mensch das Tier Gen für Gen und Zelle für Zelle „humanisieren“ kann: Die Maus, die aufgrund menschlicher Gen-Varianten Modell steht für menschliche Erb- oder Infektionserkrankungen. Oder das Rind, dem Dutzende menschliche Gene implantiert wurden, um es zu einer Fabrik menschlicher Antikörper-Medikamente umzufunktionieren. Oder das Schwein, dessen Organen das Tierische weg- und das Menschliche angezüchtet wird, um sie kompatibel für Transplantationen zu machen. Längst ist der „Menschenstoff“, von dem Goethe nur fabulieren konnte, zur alltäglichen Realität in den Biotech-Labors der Welt geworden.

STATION MENSCHMAUS Helmholtz-Zentrum

für Infektionsforschung,

Braunschweig

Eigentlich hatten die Forscher von der Würzburger Biotech-Firma Tegenero alles richtig gemacht. Sie hatten ihren neuartigen Wirkstoff, einen Antikörper, an Mäusen und auch an Makaken-Affen getestet, bevor sie das Medikament gegen Blutkrebs und Multiple Sklerose 2006 erstmals an sechs Freiwilligen prüften. Doch der anhand der Tierversuche als sicher eingestufte Antikörper führte zu einer Art Blutvergiftung und vielfachem Organversagen, an dem die Probanden fast gestorben wären. Die Ursache waren kleine, aber feine genetische Unterschiede zwischen Mäu- sen und Maka- ken einerseits und Menschen andererseits, wodurch die Versuchs- tiere vertrugen, was die Probanden fast tötete.

„Wenn es unsere Mäuse damals schon gegeben hätte, wären die Nebenwirkungen vermutlich frühzeitig aufgedeckt worden“, sagt Carlos Guzmán. Der Wissenschaftler vom Braunschweiger Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung meint ganz besondere „ humanisierte“ Mäuse, die ein Konsortium von Forschergruppen aus Braunschweig, Hannover, Paris, Amsterdam und New York seit 2005 mit Unterstützung der Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung entwickelt hat.

Unter Humanisieren verstehen Forscher ganz unterschiedliche Stufen der Angleichung von Tieren an den Menschen. Schon wenn Forscher eine Erbinformation der Maus dem menschlichen Pendant anpassen oder ein menschliches Gen in die Maus übertragen, kann man von Humanisieren sprechen. Eine fortgeschrittene Stufe der Humanisierung wird erreicht, wenn ganze Gruppen menschlicher Gene ins Erbgut eines Tieres verpflanzt oder Gruppen von Genen im Erbgut des Tiers ausgeschaltet werden, um eine „menschlichere“ Physiologie zu ermöglichen.

Mutationen, die die Entwicklung eines mauseigenen Immunsystems stoppen, sind Voraussetzung für die dritte, die zelluläre Ebene der Humanisierung: Weil der Maus dann die Immunabwehr fehlt, können menschliche Zellen, Gewebe oder gar Organe in das Tier transplantiert werden.

Das Forscherkonsortium hat mit all diesen Techniken „eine neue Generation humanisierter Mäuse“ geschaffen, so Guzmán. Zum einen seien Mäuse konstruiert worden, die ein humanes Immunsystem haben (HIS-Mäuse), zum anderen sogenannte HuHEP-Mäuse, deren Leber bis zur Hälfte aus menschlichen Leberzellen (HUmane HEPatozyten) besteht. Und mittlerweile haben die Forscher es sogar geschafft, die beiden Mausstämme zu kombinieren. Das Ziel ist, die Leberzellen mit menschlichen Viren wie Hepatitis C zu infizieren und dann den Krankheitsverlauf und die Reaktion des menschlichen Immunsystems zu studieren. Und neue Wirkstoffe gegen die Infektionskrankheit zu testen, an der weltweit 170 Millionen Menschen leiden.

Um die HIS-Mäuse zu erzeugen, siedeln die Forscher menschliche Blutstammzellen im Knochenmark der Tiere an. Sie vermehren sich dort und produzieren neue menschliche Blutzellen – und damit ein menschliches Immunsystem. Sogar Lymphknoten, die für eine korrekte Immunabwehr wichtig sind, werden in den Mäusen gebildet. „Diese Mäuse tolerieren nicht nur menschliche Zellen, sondern sind auch empfänglich für menschliche Viren wie das Aids- Virus HIV“, sagt Guzmán. „Man kann sie für Medikamenten-Tests heranziehen und auch, um menschliche Antikörper gegen die gespritzten Viren zu produzieren.“

Doch längst nicht alle Probleme sind gelöst: Damit sich in der HIS-Maus auch alle Blutzelltypen entwickeln, die für ein menschliches Immunsystem nötig sind, brauchen die Zellen beispielsweise Hormone oder Botenstoffe. „Nicht alle diese Signalstoffe, die ja von der Maus kommen, werden von den menschlichen Zellen erkannt, sodass bestimmte Zelltypen nicht gebildet werden können“, sagt Guzmáns Konsortiums-Kollege Michael Ott von der Medizinischen Hochschule Hannover. Hundertprozentig menschlich ist das Immunsystem der HIS-Mäuse deshalb noch nicht.

Um die HuHep-Mäuse herzustellen, transplantiert Ott in die Leber der Mäuse menschliche Leberzellen, die von erwachsenen Spendern oder abgetriebenen Föten stammen oder aus Stammzellen gezüchtet wurden. „Nach einer Weile wachsen große Knoten aus humanem Lebergewebe in der Maus“, sagt Ott. „Wenn die Leber zu 40 bis 50 Prozent menschlich ist, dann ist sie geeignet für Infektionsstudien mit Hepatitis-Viren, Malaria- und anderen Erregern.“

Um viele Mäuse so zu humanisieren, sind Leberzellen aus menschlichen Föten und erwachsenen Spendern jedoch ungeeignet, denn sie sind nur begrenzt verfügbar. Deshalb arbeitet Ott daran, Leberzellen aus Stammzellen herzustellen – vor allem aus sogenannten ipS-Zellen, die aus Hautproben von Patienten stammen und in Stammzellen umgewandelt wurden. „Wir müssen aus den ipS-Zellen möglichst reife Leberzellen herstellen, und das ist noch schwierig“, räumt Ott ein. „Wir hoffen aber, dass wir das entscheidend verbessern können. Dann hätten wir eine nachwachsende Zellquelle.“

Die ersten Studien des Konsortiums mit den Mäusen, die die Eigenschaften von HIS- und HuHEP-Mäusen verbinden, sind vielversprechend. „Wir können die Tiere mit menschlichen Viren wie Hepatitis B oder C infizieren und die Reaktion der menschlichen Immunzellen im Blut der Maus beobachten.“ In den nächsten Jahren will Guzmán testen, inwieweit sich seine HIS-Mäuse für die Entwicklung und das Testen neuer Impfstoffe eignen.

„Wir werden wohl nie ein System haben, das hundertprozentig mit dem Menschen vergleichbar ist, denn schließlich handelt es sich immer noch um eine Maus“, sagt Guzmán.

Doch wertvoll für die Arzneimittelentwicklung seien die Tiere schon jetzt. „Humanisierte Mäuse werden ein Bestandteil der Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen sein“, sagt Ott und ist überzeugt, dass mithilfe der „Menschmäuse“ das Risiko neuartiger Wirkstoffe minimiert wird, die Firmen wie Tegenero immer wieder an Menschen testen.

STATION MENSCHSCHWEIN Moorversuchsgut der

Ludwig-Maximilians-Universität

München, Oberschleißheim

Sie grunzen, sie sind rosig, und vor allem muffeln sie wie ganz normale Schweine. Doch der Schweinestall im Moorversuchsgut nördlich von München ist keine gewöhnliche Schinkenfabrik. Und hier interessiert es auch nicht, wie menschliche Zellen im Tier etabliert werden können. Hier fragt man sich umgekehrt, wie ein Stück Schwein im Menschen überdauern könnte.

Seit Jahren versucht Eckhard Wolf, Leiter des Moorversuchsguts, Schweine gentechnisch so zu verändern, dass ihre Organe vom Immunsystem des Menschen toleriert werden. Denn es ist zwar eine gute Idee, den ständigen Mangel an Spenderorganen durch die dem Menschen anatomisch recht ähnlichen Organe des Schweins zu beheben – also durch „Xenotransplantation“ . Eine 20- bis 100-Milliarden-Dollar-Idee, so die prospektiven Schätzungen von Marktforschern.

Doch leider reagiert die menschliche Körperabwehr mit der sofortigen Zerstörung nichtmenschlicher Organe, der „hyperakuten Abstoßung“. Denn auf der Oberfläche der Schweinezellen sitzen Moleküle, die sie als fremd markieren. Diese müssen entfernt werden, bevor an eine Xenotransplantation gedacht werden kann. Das Kunststück gelang, als Forscher Schweine züchteten, denen das Gen für ein Enzym namens Beta- Galaktosyltransferase fehlt. „ Beta-Gal“ baut normalerweise die Marker-Moleküle auf den Zellmembranen auf. Herzen von Schweinen ohne „Beta-Gal“ überdauern deshalb immerhin drei bis vier Monate in Versuchsaffen.

Doch das reicht noch nicht. „Man braucht wohl mindestens fünf genetische Modifikationen, damit die Organe im Menschen längerfristig überdauern“, sagt Wolf. So muss zum Beispiel die Blutgerinnung in den Adern des Schweineorgans unterdrückt werden, weil die menschlichen Gerinnungshemmer nicht mit denen der Blutgefäßzellen des Schweins zusammenarbeiten. Doch bislang habe man erst Schweine mit drei genetischen Veränderungen, meint Wolf.

Mit 13 Millionen Euro fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft in den nächsten vier Jahren ein Forscherkonsortium, das die Xenotransplantation zur klinischen Realität machen soll. „Wir konzentrieren uns auf Herz und Bauchspeicheldrüse, dazu kommt eventuell noch die Niere“, sagt Wolf.

Logistisch sei es machbar, zum Beispiel die 5,5 Millionen Typ-1-Diabetiker in Deutschland mit den insulinproduzierenden Zellen von Schweinen zu behandeln. Das wäre pro Patient und Jahr ein Schwein, rechnet Wolf vor. Schließlich werden in Deutschland für Schnitzel und Koteletts jährlich 40 Millionen Schweine geschlachtet. Xenotransplantation sei keine Vision mehr, sondern eine reale Möglichkeit, meint Wolf. Die Transplantation von insulinproduzierenden Schweine-Inselzellen hält Bruno Reichart, Transplan- tationsmediziner in München und Koordinator des Xenotransplantations- Projekts, für die aussichtsreichste Option. Denn die Inselzellen aus der Bauchspeicheldrüse bleiben schon jetzt – ohne gentechnisches Humanisieren – ein halbes Jahr intakt, bevor die Abstoßungsreaktion überhandnimmt. Die neuseeländische Firma Living Cell Technologies hat in Russland bereits acht Patienten mit eingekapselten Schweine-Inselzellen behandelt – mit Erfolg. „Die russischen Kollegen waren begeistert“ , berichtet Reichart. „Zwar mussten die Patienten weiter Insulin nehmen, aber sie hatten keine hypoglykämischen Anfälle mehr“ – das bei Diabetes-Patienten gefürchtete plötzliche Absacken des Blutzuckerspiegels, das zum Tod führen kann. „Es dürfte nur noch wenige Jahre dauern, bis Schweine-Inselzellen als Therapie zur Verfügung stehen“, sagt Reichart.

Ethische Bedenken, Schweineorgane in Menschen zu verpflanzen, hat Bruno Reichart nicht: „Es gibt längst Schweine- und Rinderherzklappen sowie jede Menge Medikamente, die in Bakterien, Pilzzellen oder Tieren hergestellt werden“, sagt der Chirurg. „ Der Mensch nutzt das Tier in vielfältigster Weise – warum nicht auch als Organspender?“

STATION MENSCHRIND Hematech, Sioux Falls,

South Dakota

Als Nummer 468 noch lebte, hatte das Tier einen Stall für sich allein: eine hermetisch abgeriegelte 10-Quadratmeter-Box mit Bullauge. Denn der Bulle, ein schwarz-weiß geflecktes Holstein-Rind, war das kostbare Ergebnis einer fast zehnjährigen gen- und klontechnischen Sisyphos-Arbeit auf einer Forschungsfarm irgendwo zwischen Sioux Falls und Sioux Center inmitten endloser Mais- und Rapsfelder.

„Das ist das größte Klon-Projekt weltweit“, sagt Firmengründer und Klonpionier James Robl. Pro Woche produziere man hier rund 100 Klon-Embryos, 4000 im Jahr. Viele von ihnen sind weiteroptimierte Klone der legendären Nummer 468.

Das Klonen beschleunigt lediglich den Prozess des Humanisierens der Rinder: Es bewahrt die gentechnischen Veränderungen, die ein Rind ermöglichen, in dessen Blut menschliche Antikörper schwimmen. Kalb 468 war das erste dieser Art, es wurde 2007 geboren. Alle Rinder-Antikörper-Gene waren aus seinem Erbgut entfernt und mithilfe eines künstlichen Chromosoms durch die menschlichen Antikörper-Gene ersetzt worden.

Schon Mitte der 1990er-Jahre, noch vor Klon-Schaf Dolly, hatte Robl in einer bierseligen Diskussion mit Immunologen der University of Massachusetts über Kühe als Antikörper-Fabrikanten philosophiert. Er gründete die Firma Hematech, und seitdem sammeln sich auf Hematechs Farm in Iowa die Klone in verschiedenen Stadien der Manipulationsprozedur. Dutzende Rinder grasen hinter strahlend weiß gestrichenen Gattern: hier Black Angus, dort Holsteiner. In einer Scheune in speziellen „Nursery“ -Kammern mit Rotlichtlampen liegen die neugeborenen Klonkälber.

Die Einsatzmöglichkeiten scheinen unbegrenzt: Die menschlichen Antikörper aus dem Rind könnten immunschwache Aids-Patienten unterstützen, Soldaten wochenlang vor Infektionen mit gefährlichen Keimen wie Anthrax schützen oder schwerkranke Patienten retten, die sich mit resistenten Bakterien infiziert haben.

Bisher kosten solche Behandlungen etwa 50 000 Dollar (umgerechnet gut 40 000 Euro), weil die menschlichen Antikörper mühsam aus dem Plasma von Blutspendern gewonnen werden müssen, wobei kaum mehr als ein halber Liter pro Spende anfällt.

Hematechs Klon-Kühe können zweimal im Monat rund zehn Liter Blutplasma spenden. Mithilfe einer Herde von 468-Nachkommen, die immer weiter gentechnisch optimiert wurden und inzwischen eine um den Faktor 18 höhere Konzentration der menschlichen Antikörper im Blut haben, kann die Firma große Mengen der Immunstoffe produzieren.

Nummer 468 hat deshalb, so Hematech-Geschäftsführer Eddie Sullivan, einen „Ehrenplatz“ und ein „Denkmal“ auf der Farm bekommen.

STATION MENSCHTIER-CHIMÄRE Zentrum für Stammzellbiologie

und Regenerative Medizin

der Universität Tokio

Winzige Ohren, weißes Fell, die Nase schnuppert unaufhörlich. Die Maus sieht aus wie eine Maus. Sie benimmt sich wie eine Maus. Aber ist sie auch eine Maus? Nicht nur: Die Bauchspeicheldrüse des scheinbar gewöhnlichen Nagers besteht aus Zellen einer anderen Spezies – von Ratten.

Hiromitsu Nakauchi ist am Zentrum für Stammzellbiologie und Regenerative Medizin der Universität Tokio der Beweis gelungen, dass eine Kombination aus Stammzellforschung, Gentechnik und Transplantationsmedizin es ermöglicht, Organe einer Spezies im Embryo einer anderen Spezies zu erzeugen.

Darüber diskutiert wird schon seit Langem: 1984 erschien auf der Titelseite des Fachmagazins Nature das Bild einer „Schiege“, eines Tiers mit ziegenartigem Kopf und einem Körper, der nicht ganz Schaf und nicht ganz Ziege ist. Der Bock benehme sich wie eine Ziege, rieche aber nicht so, erklärte der Forscher Steen Willadsen, ein in Großbritannien forschender Däne. Er hatte die Schiege konstruiert, indem er frühe Stadien von Schaf- und Ziegenembryonen verschmolz.

Yair Reisner vom Weizmann-Institut in Israel verpflanzte aus menschlichen Föten Stammzellen, aus denen sich Nieren entwickeln, in Mäuse. Daraufhin wuchsen im Maus-Organismus – angepasst an die Maus-Anatomie – „Mini“- Nieren, die alle Funktionen der Nieren bis zur Urinproduktion ausführen konnten. Alan Flake, Mediziner in Philadelphia und Esmail Zanjani von der University of Nevada haben mit trächtigen Schafen experimentiert und wenige Tage alten Schafföten menschliche Stammzellen injiziert, sodass die Lämmer bis zu 40 Prozent menschliche Blut-, Herz-, Knorpel- oder Muskelzellen trugen.

Nakauchi hat Stammzellen (ipS- Zellen) von Ratten in ein frühes Embryonalstadium der Maus injiziert. Normalerweise würden diese Maus- Embryonen noch im Mutterleib sterben, denn ihnen fehlt ein Gen namens Pdx1, ohne das keine Bauchspeicheldrüse gebildet werden kann. Doch durch die injizierten Rattenzellen überlebten die Embryonen, weil die Rattenzellen die Bauchspeicheldrüse bildeten – ein Argument dafür, dass ein ähnliches Experiment mit menschlichen Stammzellen in Schweine-Embryonen möglich wäre. Das wäre dann eine Technik, die eine „fast normale“ Entwicklungsumgebung für viele menschliche Organe eröffnen würde, wie man sie in Petrischalen und Reagenzgläsern wohl nie wird nachahmen können.

„Die Betazellen der Ratten-Bauchspeicheldrüse können den Blutzuckerspiegel der Maus perfekt regulieren“, betont Hiromitsu Nakauchi – wobei er weiß, dass das mit Betazellen aus der Petrischale noch nicht gelungen ist. Und was mit Ratten und Mäusen funktioniert, muss sich nicht zwangsläufig mit menschlichen Stammzellen wiederholen lassen.

Bisher hat Nakauchi noch keine menschlichen Stammzellen in Maus- oder gar Schweine-Embryonen injiziert, um menschliche Bauchspeicheldrüsen zu züchten – obwohl dieses Experiment der nächste logische Schritt wäre, um Tiere zu einer Organbank für den Menschen zu machen. „Für unethisch halte ich solche Experimente nicht“, sagt Nakauchi. „Aber die Richtlinien für Stammzellforschung in Japan verbieten uns, chimäre Embryonen aus menschlichen und tierischen Zellen herzustellen.“ Der Forscher hat bei der japanischen Regierung eine Änderung der Richtlinien beantragt, um ein solches Experiment durchführen zu können.

Rudolf Jaenisch vom Whitehead-Institute in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts hält Nakauchis Experimente für solide und „sehr interessant“. Seit den 1970er-Jahren nutzt der Stammzellforscher Chimären, deren Zellen aus genetisch verschiedenen Maus-Stämmen stammen, für seine Forschung. Maus-Mensch-Chimären könnten in Zukunft helfen, die Entwicklung menschlicher Gewebe und Krankheiten besser zu studieren, hofft Jaenisch.

Chimären als Organbanken sieht der Forscher hingegen skeptisch. Zwar müssten mit Nakauchis Technik alle Bauchspeicheldrüsenzellen in solchen Mensch-Schwein-Chimären menschlichen Ursprungs sein. Aber Gewebe, deren Entwicklung nicht von dem Gen Pdx-1 kontrolliert wird, wie Blutgefäße oder Nervenzellen, sind chimär – bestehen also aus Zellen, die sowohl vom Wirt als auch von den gespritzten Stammzellen abstammen.

„Die Anwesenheit von solchen tierischen Zellen in dem Organ könnte nach einer Transplantation zu einer Abstoßungsreaktion führen“, räumt Nakauchi ein. Zumindest für die Transplantation von Inselzellen für Diabetes-Patienten spiele das aber „kaum eine Rolle, denn Chirurgen können inzwischen gereinigte Inselzellen transplantieren anstelle ganzer Inseln“. Außerdem experimentiert Nakauchi bereits mit mehrfach genveränderten Mäusen, denen nicht nur das Bauchspeicheldrüsen-Gen Pdx1 fehlt, sondern bei denen auch die Blutgefäßentwicklung defekt ist, sodass die Rattenstammzellen die Blutgefäße bilden müssen.

Gleiches wäre mit menschlichen Stammzellen in Schweinen möglich – und nicht nur für Organe wie die Bauchspeicheldrüse. „ Mit derselben Technik haben wir schon Niere und Thymus züchten können“, sagt Nakauchi. Und Versuche, Herz und Leber von der Ratte in der Maus zu generieren, würden gerade durchgeführt. „ Wenn man den richtigen Wirtsorganismus auswählt, sollte das mit jedem Organ funktionieren.“

Bedenken, dass zum Beispiel bestimmte Botenstoffe oder Enzyme vom Tier nicht zur Physiologie der menschlichen Zellen passen könnten, sieht Nakauchi nicht. In Mäusen sei es bereits möglich, menschliche Blutzellen im Knochenmark zu etablieren oder menschliche Nervenzell-Vorläufer zu Nervenzellen heranwachsen zu lassen, die mit Hirnzellen der Maus sogar Synapsen, also Nervenzell-Verbindungen, eingehen. Mausgehirne zu über 90 Prozent mit menschlichen Nervenzellen auszustatten, ein Vorhaben des Stammzellforschers Irving Weissman von der Stanford University, ist von der Ethikkommission der Universität jedoch nicht genehmigt worden.

Bislang kann Nakauchi nicht verhindern, dass Teile des Mausgehirns Rattenzellen enthalten. Genauso würde eine Mensch-Schwein-Chimäre ein teilweise menschliches Gehirn tragen – für manche eine gruselige Vorstellung. Nakauchi bietet eine technische Lösung an: Er könne die injizierten Stammzellen gentechnisch so verändern, dass sie sich nur zu bestimmten Organen und Geweben entwickeln. Möglich wäre das durch das Blockieren sogenannter Master-Gene im Erbgut der menschlichen Stammzellen, die für die Entwicklung der Zellen in bestimmte Gewebetypen nötig sind. „Es ist ziemlich einfach, die Entwicklung der Stammzellen auf bestimmte Organe und Gewebe zu beschränken“, meint Nakauchi. Doch das wirft wiederum die Frage auf, ob es eine gute Idee ist, Organe aus gentechnisch veränderten menschlichen Stammzellen zu transplantieren.

Auch wenn sich die technischen Hürden überwinden lassen –, wie weit darf der Chimärismus gehen? Dürfen Haut oder Hirnteile der Schweine humanisiert werden? „Das ist eine ganz neue Entwicklung, über deren ethische Implikation geredet werden muss“, sagt Michael Ott von der Medizinischen Hochschule Hannover. Der Nationale Ethikrat hat in einer Stellungnahme 2011 empfohlen, „ die Schaffung transgener Mensch-Tier-Mischwesen mit Menschenaffen“ ebenso zu verbieten wie die „Einfügung hirnspezifischer menschlicher Zellen speziell in das Gehirn von Menschenaffen“. „ Weil man einfach nicht wissen kann, ob die chimäre Situation veränderte kognitive Leistungen zur Folge haben könnte“, sagt Ott. Affen, die vielleicht teilweise wie Menschen denken? Stünden ihnen dann Menschenrechte zu? Solange menschliche Zellen im chimären Tier nur Organe wie Leber, Niere oder Bauchspeicheldrüse bilden, sei das „ethisch eher unbedenklich“.

So vielversprechend das Humanisieren von Tieren für die Forschung, die Medikamentenentwicklung und die Organtransplantation sein mag, konfrontiert sie die Gesellschaft doch auch mit vielen philosophischen Fragen nach dem Kern dessen, was das Menschsein ausmacht, was der „Menschenstoff“ ist und wie die Gesellschaft mit ihm umgehen will. ■

SASCHA KARBERG konnte den Kälbern der Forschungsfarm in Sioux Center nicht ansehen, dass sie Menschliches im Blut haben.

von Sascha Karberg

Wie man Chimären bastelt

Man braucht reprogrammierte Stammzellen, sogenannte iPS-Zellen (Grafik, linker Teil): Erwachsenen Mäusen oder Ratten werden Hautzellen entnommen, mit bekannten Verfahren in Stammzellen verwandelt und mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert. Die iPS-Zellen werden in frühe Embryonen (Blastozysten) der jeweils anderen Art injiziert. Das Ergebnis sind Mäuse mit Rattenzellen und Ratten mit Mäusezellen – die Farbstoffe zeigen es an. Und so entsteht eine Ratten-Drüse in einer Maus (Grafik, rechter Teil): Wenn iPS-Zellen von einer Ratte in einen Maus-Embryo verpflanzt werden, der wegen eines Gen-Defekts keine Bauchspeicheldrüse erzeugen kann, bildet sich eine Drüse aus lauter Rattenzellen (rechter Pfad). Sie ist für die Transplantation in die Ratte geeignet. Der linke Pfad zeigt die normale Chimärenbildung, die zu Mischwesen mit Mischorganen führt.

Mehr zum Thema

Internet

Stellungnahme des Deutschen Ethikrats zu Mensch-Tier-Mischwesen www.ethikrat.org/dateien/pdf/stellungnahme-mensch-tier-mischwesen-in-der-Forschung.pdf

Kompakt

· Braunschweiger Forscher züchten vermenschlichte Mäuse für Medikamententests.

· Münchner Wissenschaftler wollen Schweine als Organspender für den Menschen nutzen.

· Klon-Kühe in Sioux Center, Iowa, produzieren Antikörper für den Einsatz am kranken Menschen.

· Tokio ist Vorreiter beim Herstellen von Chimären. Ziel: Tiere als Organbanken für den Menschen zu nutzen.

Klonkühe mit menschlichen Antikörpern

Damit Kühe in der Lage sind, Menschen mit Antikörper zu versorgen, müssen ihnen zunächst alle Gene entfernt werden, die Rinder-Antikörper produzieren. Erst dann setzt der Prozess ein, der hier gezeigt wird: Ein künstliches Chromosom voller Gene für menschliche Antikörper wird in eine Bindegewebszelle (einen Fibroblasten) einer solchermaßen genetisch veränderten Kuh eingebracht. Deren Zellkern wird in eine entkernte Kuh-Eizelle überführt – es entwickelt sich ein Tier, bei dem sämtliche Fibroblasten das Kunstchromosom enthalten. Durch erneutes Einsetzen des Fibroblasten-Kerns in eine Eizelle (Klonen) entsteht die gewünschte Klonkuh, die nur noch menschliche Antikörper bildet.

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Vor|spann  〈m. 1〉 1 vorderes Gespann, Zugtiere vor dem eigtl. Gespann 2 〈Film; TV〉 einem Film bzw. einer Sendung vorangestellte Angaben über Titel, Hersteller, Darsteller u. Ä.; ... mehr

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