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Stammzellen und ihre dunkle Seite


Stammzellen sind in der Lage, normale Körperzellen umzuprogrammieren. Das bedeutet, dass Wissenschaftler nunmehr auf die ethisch umstrittenen Embryo-Stammzellen verzichten können. Inzwischen sind jedoch Zweifel an dieser Form der Stammzellen, die vermeintlich alles können, aufgekommen. Denn in ihnen verbergen sich gefährliche Mutationen.

Stammzellen bedeuten so etwas wie der Heilige Gral regenerativer Medizin. Ihre wesentlichste Eigenschaft ist die Pluripotenz, auf die Wissenschaftler besonders begierig sind. Der Begriff bedeutet „zu vielem mächtig“. Werden Stammzellen aus einem Schlummerstadium erweckt, so können sie sich in jede Zellform verwandeln. Es kann alles aus einer pluripotenten Stammzelle erwachsen, ganz egal, welcher Gewebetyp gebraucht wird: Nerven, Herz, Muskel, Haut oder auch andere Organe.

Eines Tages sollen Stammzellen dem Patienten als eine Art Ersatzteillager für krankes Gewebe dienen. Von den Wissenschaftlern werden hierzu gern Beispiele wie Parkinson, Alzheimer, Diabetes und Rückenmarksverletzungen angegeben. Wenn es gelingen sollte, erkranktes Gewebe durch gezüchtetes, neues zu ersetzen, gäbe es für die Betroffenen ganz neue revolutionäre Therapien. Aber es handelt sich bis jetzt nur um Ansätze in der Medizin, etliche Hürden sind noch zu überwinden, denn um die pluripotenten Stammzellen zu gewinnen, müssen Embryonen geopfert werden, was die Gemüter seit vielen Jahren erregt.

Aber inzwischen hat sich die Stammzellforschung weiter entwickelt. Gezielt kann man Stammzellen dazu bringen, sich zu verwandeln – in spezielle Zelltypen. Embryos sind inzwischen nicht mehr nötig, um Stammzellen zu gewinnen (ohnehin in Deutschland verboten). In einem komplexen Prozess lassen sich gewöhnliche Körperzellen zu Alleskönnern umprogrammieren.

Trotz dieser Erfolge erkennen die Stammzellforscher, dass sie einen Schritt zurückgehen müssen. Mit einer dunklen Seite dieser sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen beschäftigen sich gleich drei Fachartikel. Sie sind in dem Wissenschaftsjournal „Nature“ (Gore et al., Hussein et al., Lister et al.) nachzulesen. Bei allen drei Veröffentlichungen das gleiche Resümee: Zum jetzigen Zeitpunkt ist eine Therapie mit derartigen umprogrammierten Zellen viel zu riskant. Im Erbgut finden sich Fehler, die bedenklich sind und eventuell krebsauslösend sein können.

Nicht das erste Mal hegen Forscher Zweifel an der praktischen Verwendbarkeit von iPS-Zellen. Aktuelle Studien setzen sich nun detailliert mit Art und Stärke der iPS-Zellveränderungen auseinander, der Art der Veränderungen des Erbgutes und was für Folgen daraus zu erwarten sind.

Das gesamte Erbgut dieser iPS-Zellen zu untersuchen, war eine gewaltige Aufgabe. Weltweit wurde in den verschiedensten Laboren Zelllinie um Zelllinie gezüchtet, DNA-Baustein um DNA-Baustein. Daran arbeiteten zwei große Forscherkonsortien mit vielen beteiligten Wissenschaftlern. So forschte beispielsweise der namhafte Wissenschaftler Andras Nagy (University of Toronto/Kanada) mit seinem Team. Sie lieferten entscheidende Beiträge zur Entwicklung von Umprogrammier-Methoden, und auch der Mediziner Oliver Brüstle (Bonn) ist einer der wenigen Wissenschaftler in Deutschland, der mit bestimmten embryonalen Stammzellen experimentieren darf.

Diese Arbeit ist für die Wissenschaft sehr wichtig. Denn über mögliche Risiken einer Stammzelltherapie müssen Forscher Bescheid wissen, um Bedenken mit Hilfe weiterer Entwicklungen entgegen wirken zu können. Nur so besteht für die iPS-Zellen als Wunderwaffe eine echte Chance, es bis in klinische Studien zu schaffen.

Zurzeit sind zumindest die wesentlichen Hürden und Risiken der iPS-Methoden bekannt. Der renommierte Stammzellforscher Martin Pera (University of Southern California) – er war an den Studien unbeteiligt – hat einen Kommentar dazu auf drei Punkte zusammengefasst:

  • iPS-Zellen können genetische Anomalien zeigen. Das bedeutet, dass im Vergleich zu natürlichen Körperzellen bzw. embryonalen Stammzellen ihr Erbgut (in diesem Fall Zellen der Haut) verändert ist. Diese Veränderungen betreffen zum Teil nur einzelne DNA-Bausteine (Mutationen), sie können aber auch gesamte Abschnitte auf der DNA betreffen. Auch die Zahl der Chromosomen kann sich manchmal ändern, die Folgen wären schwerwiegend. Außerdem kann sich nicht nur die Abfolge der DNA-Bausteine ändern, sondern ebenfalls die molekularen Schalter, welche die Arbeitsweise der Gene bestimmen und darüber entscheiden, ob ein Gen stillgelegt oder aktiv ist. In iPS-Zellen sind sie teilweise verändert.
  • Je nach der Methode der Umprogrammierung können die Veränderungen zu verschiedenen Zeitpunkten auftreten. Auch in Körperzellen, aus denen die iPS-Zellen gewonnen werden, können bereits Veränderungen auftreten. Beim Start des Umprogrammierungsprozesses können wieder andere Veränderungen entstehen oder sie tauchen erst nach dem komplexen Vorgang auf.
  • Auch deuten Ergebnisse der Studie darauf hin, dass häufig solche Bereiche von Veränderungen des Erbgutes betroffen sind, die eine Rolle bei der Kontrolle des Zellwachstums spielen. Sind in diesen DNA-Bereichen aber Fehler, ist das Krebsrisiko deutlich erhöht.

Einst versprach sich der Stammzellforscher Nagy sehr viel von den iPS-Zellen. Er glaubte, dass die „saubere“ Stammzelle bald zur Verfügung stünde. Aber angesichts der letzten Ergebnisse fordert er, dass die Erbgutanalyse ein Bestandteil der Qualitätskontrolle von iPS-Zelllinien sein solle. Es müsse gesichert sein, dass es genetisch normale Zellen seien, wenn sie für therapeutische Zwecke genutzt werden sollen.

Pera bemängelt in seinem Kommentar, dass eine wesentliche Frage in den Studien offen gelassen werde: So sei es immer noch unklar, welche Schritte bei der Umprogrammierung von Körperzellen beitragen können, um zu den genetischen Veränderungen der iPS-Zellen zu kommen. Auch welche Bereiche des Erbgutes besonders anfällig dafür seien, wisse man nicht.

Eine der drei Studien hat Kun Zhang (University of California in San Diego) geleitet und er sagt, man könne es drehen und wenden, in jedem Fall sei die Take-Home-Message eindeutig. Ehe man die iPS aus den normalen Körperzellen eines Patienten züchte und wieder dem Körper zukommen lasse, müsse gesichert sein, dass das Genom dieser Zellen das gleiche wie das ursprüngliche sei. Denn „ Es können bei der Umprogrammierung Dinge schief gehen.“


Von: Stefan Lübker / Probanden-Online.de
Veröffentlicht am: 09.03.2011 - 21:08 Uhr
Kategorie: Medikamententester News