Embryonale Stammzellen sind hochaktiv. Sie können sich in verschiedene Zelltypen verwandeln, und sie vermehren sich sehr schnell. Genau das macht sie zu Hoffnungsträgern für die Medizin. Das ist aber auch der Grund, warum sie zu Krebszellen werden können. Mathias Hoehn vom Max-Planck-Institut für Neurologische Forschung in Köln hat dieses Tumor-Risiko der Stammzellen in Versuchen mit Mäusen und Ratten erforscht.
"Das Risiko wird umso größer, je undifferenzierter die Zelle ist, mit der sie ihren Versuch beginnen. Das ist ein Problem, das ist auch heute noch nicht aus der Welt geschafft. Also das Problem der Tumorbildung mit embryonalen Stammzellen ist sicher noch nicht ausgeräumt."
Das bedeutet, die embryonalen Stammzellen brauchen eine Vorbehandlung, bevor sie ins Gehirn gespritzt werden dürfen. Ihre Entwicklung in Richtung Gehirnzelle muss vor ihrem Einsatz festgelegt sein. Nur so kann sichergestellt werden, dass sie sich im Gehirn nicht zu anderen Geweben wie Knochen, Fett oder gar zu Tumoren entwickeln. An entsprechenden Methoden der Auswahl von Zellen arbeiten Wissenschaftler am Institut für Neurophysiologie der Kölner Universität. Bei einem Max-Planck-Symposium am Tegernsee stellt Jürgen Hescheler ein solches Auswahlverfahren vor. Das Verfahren erkennt einen bestimmten Schalter im Erbgut, der nur dann eingeschaltet ist, wenn die Zelle bereits auf dem Weg ist – in Richtung Nervenzelle.
"Wir benutzen jetzt diesen spezifischen genetischen Schalter, der in der frühen Nervenzelle angeschaltet wird, um diese Zelle resistent zu machen, resistent gegen ein Zellgift. Wenn ich das Zellgift dazu gebe, sterben alle anderen Zellen ab und nur die eine Zelle überlebt. So kann man quasi eine einzelne Zelle herausfiltern."
Während die anderen Zellen im Zellengemisch ein Tumor-Risiko bergen, ist diese eine Zelle ungefährlich. Sie "weiß" ja schon, was sie werden soll. Dann müssen die Forscher diese Zelle nur noch zu einer "Zell-Linie" vermehren.
"Und diese Linie hat also keine Tumorgefahr mehr, weil sie sich nur noch in die Nervenzelle weiter entwickelt, aber nicht mehr undifferenziert zu einer Tumorzelle werden kann."
Wie sich solche Zellen dann tatsächlich im Gehirn verhalten, das erforscht Mathias Hoehn am Kölner Max-Planck-Institut. Mit Hilfe eines hochempfindlichen Kernspintomographen schaut er ins Innere des Gehirns seiner Versuchstiere. Er kann so mit hoher Genauigkeit feststellen, wohin die Zellen wandern und ob sie sich vermehren. In den letzten Jahren hat er die Methode erweitert. Nun kann er zusätzlich herausfinden, welche Funktion die fremden Zellen im Gehirn übernehmen.
"Wir versuchen, die Zellen zu markieren mit einem Kontrastmittel, das seine Funktion als Kontrastmittel nur wahrnimmt, wenn es von der Zelle dazu aktiviert wird."
Erst wenn eine Zelle zur Nervenzelle geworden ist und mit anderen Nervenzellen in Kontakt steht, aktiviert sie das Kontrastmittel und wird im Kernspintomographen sichtbar. Die Forscher können jetzt sehen, was die Zellen im Gehirn machen. Noch stehen diese Untersuchungen jedoch am Anfang. Für eine Erprobung der Zelllinien am Menschen, wie sie amerikanische Forscher planen, sei es nach wie vor zu früh, so Mathias Hoehn.
"Ich glaube, dass wir noch viel zu wenig, auch heute noch, verstehen, um zu rechtfertigen, dass man mit embryonalen Stammzellen klinische Versuche machen würde. Wir müssen viel mehr in der Grundlagenforschung am Tier verstehen, um Risiken ausschließen zu können. Da sind noch viele Untersuchungen notwendig auf dem Weg dorthin. "
"Das Risiko wird umso größer, je undifferenzierter die Zelle ist, mit der sie ihren Versuch beginnen. Das ist ein Problem, das ist auch heute noch nicht aus der Welt geschafft. Also das Problem der Tumorbildung mit embryonalen Stammzellen ist sicher noch nicht ausgeräumt."
Das bedeutet, die embryonalen Stammzellen brauchen eine Vorbehandlung, bevor sie ins Gehirn gespritzt werden dürfen. Ihre Entwicklung in Richtung Gehirnzelle muss vor ihrem Einsatz festgelegt sein. Nur so kann sichergestellt werden, dass sie sich im Gehirn nicht zu anderen Geweben wie Knochen, Fett oder gar zu Tumoren entwickeln. An entsprechenden Methoden der Auswahl von Zellen arbeiten Wissenschaftler am Institut für Neurophysiologie der Kölner Universität. Bei einem Max-Planck-Symposium am Tegernsee stellt Jürgen Hescheler ein solches Auswahlverfahren vor. Das Verfahren erkennt einen bestimmten Schalter im Erbgut, der nur dann eingeschaltet ist, wenn die Zelle bereits auf dem Weg ist – in Richtung Nervenzelle.
"Wir benutzen jetzt diesen spezifischen genetischen Schalter, der in der frühen Nervenzelle angeschaltet wird, um diese Zelle resistent zu machen, resistent gegen ein Zellgift. Wenn ich das Zellgift dazu gebe, sterben alle anderen Zellen ab und nur die eine Zelle überlebt. So kann man quasi eine einzelne Zelle herausfiltern."
Während die anderen Zellen im Zellengemisch ein Tumor-Risiko bergen, ist diese eine Zelle ungefährlich. Sie "weiß" ja schon, was sie werden soll. Dann müssen die Forscher diese Zelle nur noch zu einer "Zell-Linie" vermehren.
"Und diese Linie hat also keine Tumorgefahr mehr, weil sie sich nur noch in die Nervenzelle weiter entwickelt, aber nicht mehr undifferenziert zu einer Tumorzelle werden kann."
Wie sich solche Zellen dann tatsächlich im Gehirn verhalten, das erforscht Mathias Hoehn am Kölner Max-Planck-Institut. Mit Hilfe eines hochempfindlichen Kernspintomographen schaut er ins Innere des Gehirns seiner Versuchstiere. Er kann so mit hoher Genauigkeit feststellen, wohin die Zellen wandern und ob sie sich vermehren. In den letzten Jahren hat er die Methode erweitert. Nun kann er zusätzlich herausfinden, welche Funktion die fremden Zellen im Gehirn übernehmen.
"Wir versuchen, die Zellen zu markieren mit einem Kontrastmittel, das seine Funktion als Kontrastmittel nur wahrnimmt, wenn es von der Zelle dazu aktiviert wird."
Erst wenn eine Zelle zur Nervenzelle geworden ist und mit anderen Nervenzellen in Kontakt steht, aktiviert sie das Kontrastmittel und wird im Kernspintomographen sichtbar. Die Forscher können jetzt sehen, was die Zellen im Gehirn machen. Noch stehen diese Untersuchungen jedoch am Anfang. Für eine Erprobung der Zelllinien am Menschen, wie sie amerikanische Forscher planen, sei es nach wie vor zu früh, so Mathias Hoehn.
"Ich glaube, dass wir noch viel zu wenig, auch heute noch, verstehen, um zu rechtfertigen, dass man mit embryonalen Stammzellen klinische Versuche machen würde. Wir müssen viel mehr in der Grundlagenforschung am Tier verstehen, um Risiken ausschließen zu können. Da sind noch viele Untersuchungen notwendig auf dem Weg dorthin. "