Noch finden sich in den Extremkühlschränken mit flüssigem Stickstoff im Institut für Neurophysiologie an der Universität Köln lediglich embryonale Stammzellen von Mäusen. Doch dazu werden sich bald auch vergleichbare menschliche Stammzellen gesellen. Lange musste Professor Jürgen Hescheler, Direktor des Instituts, auf die entsprechende Genehmigung durch das Robert-Koch-Institut in Berlin warten. Zwar soll der begehrte Forschungsstoff bald eintreffen, dennoch sei das reichlich spät, so der Neurophysiologe: "Zwar liegen wir auf dem Gebiet der embryonalen Stammzellforschung bei der Maus gleichauf mit anderen Ländern, aber bei menschlichen embryonalen Stammzellen sind andere Labors sehr weit vorangeschritten." Auf etwa zwei Jahre schätzt Hescheler den Rückstand, den die lange Diskussion hierzulande deutschen Forschern auf diesem Sektor einbrachte. Dennoch ließ der Wissenschaftler die Zeit nicht ungenutzt verstreichen. So verfeinerte er derweil mit seinem Team an den Mäusezellen Verfahren zur gezielten Ausreifung von Stammzellen. Das ambitionierte Ziel der Kölner Neurophysiologen: Sie wollen bei den noch weitgehend unentschiedenen Stammzellen gezielt die Entwicklung hin zu Herzmuskelzellen anstoßen können, um damit bei Herzinfarkten abgestorbenes Gewebe zu reparieren.
Doch bevor das überhaupt denkbar wird, liegt ein weiter Weg vor den Stammzellforschern und ihren Schützlingen. Zunächst müssen die wenigen Ausgangszellen unter physiologischen Bedingungen angezüchtet und vermehrt werden. Anschließend dürfen sie sich spezialisieren, wobei allerdings nicht alle den gewünschten Weg zur Herzmuskelzelle einschlagen. Heschelers Doktorand Kurt Pfannkuche identifiziert die Muskelzellen mit geübtem Auge unter dem Mikroskop: "Sie können hier sehen, dass diese Zellen zucken und sich bewegen." Doch ein weiteres Merkmal erleichtert Pfannkuche seine Arbeit: Eine gentechnische Veränderung verschafft den Herzmuskelzellen ein neues Eiweiß, durch das sie unter blauem Licht beginnen, grün zu fluoreszieren. "Das ist jetzt der erste Tag, an dem man die grünen Zellen sieht. Im Laufe der Woche wird jetzt die Fluoreszenz immer stärker und die Zahl der grünen Zellen nimmt zu." Um die Herzmuskelzellen von anderen, unerwünschten Gewebetypen zu trennen, verlieh Heschelers Team den gewünschten Zellen eine besondere Unempfindlichkeit gegen ein Antibiotikum. Wird die Substanz dem Nährmedium zugesetzt, sterben alle unerwünschten Zellen ab, während die Herzmuskelzellen diese Behandlung unbeschadet überstehen.
Da sich die Zellen bereits in ersten Tierexperimenten bewährten, ist Jürgen Hescheler überzeugt, dass sie bestens geeignet sind für die Behandlung von Herzinfarkten: "Das wirklich Spannende daran ist, dass die aus embryonalen Stammzellen gewonnenen frühen Herzzellen komplett ohne Sauerstoff auskommen und gerade im unterversorgten Infarktgebiet eine sehr gute Überlebenschance besitzen." Auch untersuchten die Kölner Wissenschaftler gemeinsam mit dem Kölner Max-Planck-Institut für neurologische Forschung bereits genau, wie die Zellen sich im Körper eines Empfängertiers verhalten. Dazu markierten sie die Reservezellen mit Eisen, spritzen sie in ein Hirninfarktgebiet und verfolgten ihren Weg mittels eines Tomographen: "Die embryonalen Stammzellen wanderten schon nach wenigen Tagen von einer Hirnhälfte in die andere und genau zu dem Infarktbereich, wo die Sauerstoffversorgung gestört ist", resümiert Hescheler. Jetzt hofft der Forscher, dass sich die menschlichen embryonalen Stammzellen sowohl beim Herzinfarkt als auch beim Hirninfarkt ähnlich verhalten werden, wie heute schon die Mäusestammzellen.
[Quelle: Michael Lange]
Doch bevor das überhaupt denkbar wird, liegt ein weiter Weg vor den Stammzellforschern und ihren Schützlingen. Zunächst müssen die wenigen Ausgangszellen unter physiologischen Bedingungen angezüchtet und vermehrt werden. Anschließend dürfen sie sich spezialisieren, wobei allerdings nicht alle den gewünschten Weg zur Herzmuskelzelle einschlagen. Heschelers Doktorand Kurt Pfannkuche identifiziert die Muskelzellen mit geübtem Auge unter dem Mikroskop: "Sie können hier sehen, dass diese Zellen zucken und sich bewegen." Doch ein weiteres Merkmal erleichtert Pfannkuche seine Arbeit: Eine gentechnische Veränderung verschafft den Herzmuskelzellen ein neues Eiweiß, durch das sie unter blauem Licht beginnen, grün zu fluoreszieren. "Das ist jetzt der erste Tag, an dem man die grünen Zellen sieht. Im Laufe der Woche wird jetzt die Fluoreszenz immer stärker und die Zahl der grünen Zellen nimmt zu." Um die Herzmuskelzellen von anderen, unerwünschten Gewebetypen zu trennen, verlieh Heschelers Team den gewünschten Zellen eine besondere Unempfindlichkeit gegen ein Antibiotikum. Wird die Substanz dem Nährmedium zugesetzt, sterben alle unerwünschten Zellen ab, während die Herzmuskelzellen diese Behandlung unbeschadet überstehen.
Da sich die Zellen bereits in ersten Tierexperimenten bewährten, ist Jürgen Hescheler überzeugt, dass sie bestens geeignet sind für die Behandlung von Herzinfarkten: "Das wirklich Spannende daran ist, dass die aus embryonalen Stammzellen gewonnenen frühen Herzzellen komplett ohne Sauerstoff auskommen und gerade im unterversorgten Infarktgebiet eine sehr gute Überlebenschance besitzen." Auch untersuchten die Kölner Wissenschaftler gemeinsam mit dem Kölner Max-Planck-Institut für neurologische Forschung bereits genau, wie die Zellen sich im Körper eines Empfängertiers verhalten. Dazu markierten sie die Reservezellen mit Eisen, spritzen sie in ein Hirninfarktgebiet und verfolgten ihren Weg mittels eines Tomographen: "Die embryonalen Stammzellen wanderten schon nach wenigen Tagen von einer Hirnhälfte in die andere und genau zu dem Infarktbereich, wo die Sauerstoffversorgung gestört ist", resümiert Hescheler. Jetzt hofft der Forscher, dass sich die menschlichen embryonalen Stammzellen sowohl beim Herzinfarkt als auch beim Hirninfarkt ähnlich verhalten werden, wie heute schon die Mäusestammzellen.
[Quelle: Michael Lange]