Von Grit Kienzlen
Die Publikation einer Gruppe des Nationalen Instituts für Gesundheit in Bethesda / Maryland, die heute vorab vom Fachjournal "Nature" vorgestellt wurde, dürfte in nächster Zeit für viel Wirbel in Expertenkreisen sorgen. Denn den Forschern gelang es, Dopamin produzierende Nervenzellen aus embryonalen Stammzellen zu erzeugen und diese überdies erfolgreich in die Gehirne von Versuchstieren zu verpflanzen. Die Ratten litten an Symptomen der Parkinson-Erkrankung, bei der Dopamin produzierende Zellen zugrunde gehen. Der Mangel an dem Botenstoff resultiert in charakteristischen Symptomen wie dem unkontrollierten Zittern. Seit geraumer Zeit gilt das Leiden als Parademodell, bei dem der Einsatz von embryonalen Stammzellen Linderung versprechen könnte. Die Fähigkeit, embryonale Stammzellen gezielt zur Entwicklung in Dopamin-Fabriken des Gehirns anzustoßen, gilt dabei als fundamentale Grundvoraussetzung für zukünftige Zelltherapien für Parkinson. Allerdings war genau dies bereits früher anderen Forschern gelungen. Ron McKay vom National Institute of Health in Bethesda übertrug jetzt aber erstmals die so aus Mäuse-Stammzellen gewonnenen Neurone erfolgreich auf Ratten mit einer dem Parkinson-Leiden sehr ähnlichen Erkrankung. Die transplantierten Zellen bildeten anschließend Verbindungen zu bestehenden Zellen aus und setzten wie erhofft Dopamin frei. Insgesamt soll, so McKay, so eine leichte Verbesserung der Symptome eingetreten sein.
Allerdings können die neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse nicht ohne weiteres auf den Menschen übertragen werden. Dazu Anna Wobus, selbst Gen-Expertin vom Institut für Pflanzengenetik und Kultuspflanzenforschung in Gatersleben:
Da sind wir bei Maus-ES-Zellen, gerade was die neurale Differenzierung anbelangt, bereits sehr weit fortgeschritten. So kann man heute mit bestimmten Wachstumsfaktoren gezielt eng definierte Zelltypen wie eben solche dopaminergen Neurone gewinnen. Dies gelingt dagegen aber mit menschlichen Stammzellen noch nicht in dieser Routine und ist schwieriger.
Ein weiteres Problem erörtert McKay selbst in der Arbeit: Embryonale Stammzellen können zu einem gewissen Maß auch krebsartige Zellen hervorbringen. Diese gefährlichen Zellen von "guten" Stammzellen zu trennen – eine grundlegende Voraussetzung für ihren medizinischen Einsatz -, ist aber sehr schwierig.
Die größten Herausforderungen sind sicher im Bereich der Aufreinigung anzusiedeln. Ein weiterer kritischer Punkt ist die Zelltyp-Spezifizierung. Es wird darauf ankommen, Protokolle und Verfahren zu entwickeln, die es erlauben, den jeweils erforderlichen Zelltyp in der Kultur gezielt zu züchten.
meint Oliver Brüstle, prominenter Genforscher und Neurologe an der Universität Bonn. Diese beiden Schlüsselprobleme seien zwar schon heute an Tiermodellen beherrschbar, doch es werde noch eine Weile dauern, dieses Knowhow auch auf menschliche Stammzellen zu übertragen.
Die zweite heute vorgestellte Arbeit konnte zeigen, das auch bereits erwachsene Reservezellen des Knochenmarks, so genannte adulte Stammzellen, zu fast allen anderen Gewebearten fortentwickelt werden können. Catherine Verfaillie von der Medizinischen Schule der Universität von Minnesota in Minneapolis verwendete dazu bestimmte Knochenmarkzellen von Menschen und Mäusen, so genannte Multipotente Adulte Vorläuferzellen (MAPC). Bemerkenswert dabei: In Kultur konnten die Zellen bis zu 80 Teilungen vollziehen, ohne dass dabei Alterungserscheinungen zu erkennen waren. In einem weiteren Schritt injizierte die Forscherin die so gewonnenen Zellen in sehr frühe Mausembryonen. Bei der weiteren Beobachtung des so behandelten Embryos stellte Verfaillie fest, dass die implantierten Zellen mit dem Embryo wuchsen und sich auch zu unterschiedlichen Geweben spezialisierten. Damit bewies die Forscherin das Potenzial der adulten Knochenmarkstammzellen, die Funktionen vieler anderer, spezialisierter Zellen zu übernehmen. Jede dritte der übertragenen MAP-Zellen zeigte dieses Verhalten und die so gezeugten Tiere bestanden schließlich zu 40 Prozent aus den ursprünglich erwachsenen Stammzellen. Weiterer Vorteil der Methode ist das Ausbleiben der Krebsvorläuferzellen, wie sie bei embryonalen Stammzellen auftreten können.
Die Publikation einer Gruppe des Nationalen Instituts für Gesundheit in Bethesda / Maryland, die heute vorab vom Fachjournal "Nature" vorgestellt wurde, dürfte in nächster Zeit für viel Wirbel in Expertenkreisen sorgen. Denn den Forschern gelang es, Dopamin produzierende Nervenzellen aus embryonalen Stammzellen zu erzeugen und diese überdies erfolgreich in die Gehirne von Versuchstieren zu verpflanzen. Die Ratten litten an Symptomen der Parkinson-Erkrankung, bei der Dopamin produzierende Zellen zugrunde gehen. Der Mangel an dem Botenstoff resultiert in charakteristischen Symptomen wie dem unkontrollierten Zittern. Seit geraumer Zeit gilt das Leiden als Parademodell, bei dem der Einsatz von embryonalen Stammzellen Linderung versprechen könnte. Die Fähigkeit, embryonale Stammzellen gezielt zur Entwicklung in Dopamin-Fabriken des Gehirns anzustoßen, gilt dabei als fundamentale Grundvoraussetzung für zukünftige Zelltherapien für Parkinson. Allerdings war genau dies bereits früher anderen Forschern gelungen. Ron McKay vom National Institute of Health in Bethesda übertrug jetzt aber erstmals die so aus Mäuse-Stammzellen gewonnenen Neurone erfolgreich auf Ratten mit einer dem Parkinson-Leiden sehr ähnlichen Erkrankung. Die transplantierten Zellen bildeten anschließend Verbindungen zu bestehenden Zellen aus und setzten wie erhofft Dopamin frei. Insgesamt soll, so McKay, so eine leichte Verbesserung der Symptome eingetreten sein.
Allerdings können die neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse nicht ohne weiteres auf den Menschen übertragen werden. Dazu Anna Wobus, selbst Gen-Expertin vom Institut für Pflanzengenetik und Kultuspflanzenforschung in Gatersleben:
Da sind wir bei Maus-ES-Zellen, gerade was die neurale Differenzierung anbelangt, bereits sehr weit fortgeschritten. So kann man heute mit bestimmten Wachstumsfaktoren gezielt eng definierte Zelltypen wie eben solche dopaminergen Neurone gewinnen. Dies gelingt dagegen aber mit menschlichen Stammzellen noch nicht in dieser Routine und ist schwieriger.
Ein weiteres Problem erörtert McKay selbst in der Arbeit: Embryonale Stammzellen können zu einem gewissen Maß auch krebsartige Zellen hervorbringen. Diese gefährlichen Zellen von "guten" Stammzellen zu trennen – eine grundlegende Voraussetzung für ihren medizinischen Einsatz -, ist aber sehr schwierig.
Die größten Herausforderungen sind sicher im Bereich der Aufreinigung anzusiedeln. Ein weiterer kritischer Punkt ist die Zelltyp-Spezifizierung. Es wird darauf ankommen, Protokolle und Verfahren zu entwickeln, die es erlauben, den jeweils erforderlichen Zelltyp in der Kultur gezielt zu züchten.
meint Oliver Brüstle, prominenter Genforscher und Neurologe an der Universität Bonn. Diese beiden Schlüsselprobleme seien zwar schon heute an Tiermodellen beherrschbar, doch es werde noch eine Weile dauern, dieses Knowhow auch auf menschliche Stammzellen zu übertragen.
Die zweite heute vorgestellte Arbeit konnte zeigen, das auch bereits erwachsene Reservezellen des Knochenmarks, so genannte adulte Stammzellen, zu fast allen anderen Gewebearten fortentwickelt werden können. Catherine Verfaillie von der Medizinischen Schule der Universität von Minnesota in Minneapolis verwendete dazu bestimmte Knochenmarkzellen von Menschen und Mäusen, so genannte Multipotente Adulte Vorläuferzellen (MAPC). Bemerkenswert dabei: In Kultur konnten die Zellen bis zu 80 Teilungen vollziehen, ohne dass dabei Alterungserscheinungen zu erkennen waren. In einem weiteren Schritt injizierte die Forscherin die so gewonnenen Zellen in sehr frühe Mausembryonen. Bei der weiteren Beobachtung des so behandelten Embryos stellte Verfaillie fest, dass die implantierten Zellen mit dem Embryo wuchsen und sich auch zu unterschiedlichen Geweben spezialisierten. Damit bewies die Forscherin das Potenzial der adulten Knochenmarkstammzellen, die Funktionen vieler anderer, spezialisierter Zellen zu übernehmen. Jede dritte der übertragenen MAP-Zellen zeigte dieses Verhalten und die so gezeugten Tiere bestanden schließlich zu 40 Prozent aus den ursprünglich erwachsenen Stammzellen. Weiterer Vorteil der Methode ist das Ausbleiben der Krebsvorläuferzellen, wie sie bei embryonalen Stammzellen auftreten können.