Medizin

13. September 2011

Biotechnologie: "Wir suchen nun nach der optimalen Stammzelle"

Eine Stammzelle auf einem Computerbildschirm am Medizinischen Institut der Stanford Universität in Palo Alto, Kalifornien.  Foto: dpa

Der Biomediziner Rudolf Jaenisch über die Fortschritte seiner Zunft und die Notwendigkeit, weiterhin mit Embryozellen zu forschen.

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Rudolf Jaenisch (69) hat in München Medizin studiert. Nach seiner Promotion im Jahr 1967 und einer Zeit als Postdoktorand war er in den USA einige Jahre in Princeton, in Philadelphia und am Salk Institute in La Jolla tätig. 1977 bis 1984 leitete er die Tumorvirologie des Heinrich-Pette-Instituts der Universität Hamburg.

Ans Whitehead Institute for Biomedical Research des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge zog es ihn 1984. Dort ist er bis heute Professor für Biologie und leitet ein renommiertes Forschungslabor.

Sein Team war 2007 eines von dreien weltweit, denen es gelang, ausgereifte Zellen in einen ursprünglichen Zustand zurückzuversetzen. Auf diese induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) setzen heute die meisten Forscher. Denn ihre Gewinnung gilt als ethisch unproblematisch – Ausgangsmaterial sind normale Körperzellen.

Mit embryonalen Stammzellen wäre eine Therapie schwieriger. Sie lassen sich nicht individuell züchten. Und Zellmaterial von Fremden wird für abgestoßen.

Wenn Rudolf Jaenisch nach Deutschland kommt, ist er nur zu Besuch. Die Wahlheimat des in Niederschlesien geborenen Stammzell-Experten heißt USA. Seit mehr als 25 Jahren arbeitet er am Whitehead Institute in Cambridge, Massachusetts. Er gehört zu den Top-Forschern seines Fachgebiets. Zurzeit ist er zu Gast in Berlin, auf einer internationalen Stammzell-Konferenz des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in Buch. Am Rande der Tagung berichtete er über seine Bemühungen, optimale Stammzellen zu entwickeln.

Herr Professor Jaenisch, interessieren Sie sich eigentlich noch für embryonale Stammzellen oder sind die out, seit es ethisch unbedenkliche Alternativen gibt?

Embryonale Stammzellen sind sehr wichtig und werden es in absehbarer Zukunft auch bleiben. Der Grund: Wir wissen eigentlich nicht genau, was eine gute pluripotente Zelle ist. Unter Pluripotenz versteht man die Fähigkeit einer Zelle, sich in sämtliche Gewebe des Körpers umwandeln, nicht aber einen gesamten Organismus bilden zu können. Embryonale Stammzellen (ES-Zellen) sind solche Universaltalente.

Was gibt es daran noch zu erforschen?

Die ES-Zellen, mit denen wir heute arbeiten, werden alle nach dem Protokoll des US-Forschers James Thomson gezüchtet. Er war in den 90er-Jahren der erste Wissenschaftler, dem es gelang, menschliche ES-Zellen zu isolieren. Mittlerweile gibt es aber Hinweise darauf, dass diese konventionellen ES-Zellen möglicherweise nicht die besten sind. Und nun gilt es quasi nach der optimalen ES-Zelle zu suchen.

Was lässt Sie an der Qualität der bisherigen Linien zweifeln?

Die Erfahrungen, die wir inzwischen mit Zellen von Mäusen gemacht haben. Mit den Zellen von Mäusen kann man alles machen: Man kann sie genetisch manipulieren, man kann genetische Mischwesen (Chimären) züchten. Mit menschlichen Stammzellen ist das nicht möglich. Sie wachsen schlecht, es ist sehr arbeitsintensiv mit ihnen zu experimentieren, und genetische Manipulationen solcher Zellen sind sehr ineffizient.

Es gibt also optimale und suboptimale Stammzellen?

Ja, wir nennen das suboptimale Stadium „primed“ und das optimale „naiv“. Die klassischen und bis heute optimalen Maus-Stammzellen entstehen aus Blastozysten – also aus Zellen eines wenige Tage alten Embryos. Weniger optimal sind die Linien, die aus Zellen eines implantierten Embryos gezüchtet werden, die also aus einem späteren Stadium stammen. Diese Zellen sind zwar pluripotent, aber weniger unreif als naive ES-Zellen. Mit ihnen kann man keine Chimären machen, sie haben andere Wachstumsvoraussetzungen. Obwohl menschliche Stammzelllinien ja auch aus dem Blastozysten-Stadium stammen, ähneln sie den primed Zellen der Maus, sind also suboptimal.

Lassen sich Stammzellen nachträglich verbessern?

Das war in jüngster Zeit eines unserer Hauptprojekte. Wir konnten zeigen, dass sich die beiden Stadien ineinander umwandeln lassen. Bei Mäusezellen funktionierte das schon länger. Bei menschlichen Zellen ist es uns im vergangenen Jahr endlich gelungen. Das ist allerdings nicht so leicht und man muss mit genetischen Tricks arbeiten.

Was ist der Zweck der schwierigen Übung?

Wir müssen einen Goldstandard für pluripotente Zellen festlegen. Dazu brauchen wir neue humane ES-Zellen. In der ferneren Zukunft werden humane ES-Zellen aber wohl weitgehend verzichtbar.

Was hat es für praktische Konsequenzen, wenn man mit einer suboptimalen Zelle arbeitet?

Das wissen wir bisher nur vom Vergleich naiver und primed ES-Zellen der Maus. Mit den naiven Zellen lässt sich viel leichter arbeiten, zum Beispiel kann man sie einfacher in andere Gewebe umwandeln.

Langfristig werden aber wohl die induzierten pluripotenten Zellen (iPS-Zellen) das Rennen machen, also umprogrammierte Körperzellen? Denn ihre Gewinnung ist ethisch unbedenklich.

Keine Frage. Die iPS-Zellen sind außerordentlich wichtig. Wir müssen aber erst noch herausfinden, wie sie im Idealfall auszusehen haben.

Wie weit ist die Forschung an diesen Hoffnungsträgern fortgeschritten?

Seit 2006 gibt es nun diese Technologie und sie funktioniert im Prinzip. Aber es gibt noch viele praktische Probleme. Mein Team war das erste, das iPS-Zellen therapeutisch angewandt hat. Wir haben bei Mäusen Sichelzellanämie geheilt. Bei Menschen sind noch viele technische Probleme zu lösen. Erfolgreichen Therapieversuche gab es noch nicht.

Ist die Effizienz ein Problem?

Sie ist hier nicht so wichtig wie beim Klonieren durch Kerntransfer. Wenn das Ausgangsmaterial Eizellen wären, dann wäre es entscheidend, ob man 10 oder 100 Eizellen braucht. Aber bei iPS ist es egal, ob man 10.000 oder eine Million Zellen braucht.

Funktioniert die Umwandlung der Körperzellen reibungslos?

Die Technologie kann noch verbessert werden. Es gilt zu vermeiden, dass in den Zellen Vektoren sind – Viren zum Beispiel, mit denen Gene eingeschleust wurden. Neuerdings wird daran gearbeitet, die Zellen mit Hilfe von kleinen Boten-RNA-Molekülen umzuprogrammieren, die sich anders als virale Vektoren nicht ins Genom der Zielzelle integrieren. Das ist ein sehr interessanter Ansatz, der sicherlich an Bedeutung gewinnen wird.

Wann wird es die erste klinische Anwendung solcher Zellen geben?

Die ist noch weit entfernt. Wir dürfen nichts voreilig versprechen. Interessant ist jetzt zunächst, dass wir menschliche Krankheiten in der Petrischale studieren können.

Woran arbeitet Ihr Team zurzeit?

Wir sind noch immer sehr interessiert an der Frage der Pluripotenz und wie man sie definiert. Und wir sind dabei, mit menschlichen iPS-Zellen Modelle aufzubauen, etwa für Parkinson und andere neurodegenerative Erkrankungen.

Ist es mit der Stammzellforschung so wie in vielen anderen Bereichen: Bei näherer Betrachtung ist alles viel komplizierter als gedacht?

Das finde ich nicht. Vor sechs Jahren dachten wir noch, wir könnten patientenspezifische Zellen nur durch nukleare Transplantation herstellen – also indem man eine Körperzelle durch Übertragung in eine Eizelle reprogrammiert. Dieses Verfahren, es wird oft auch therapeutisches Klonen genannt, war sehr vage und für die routinemäßige Therapie an Patienten nicht geeignet. Trotz größerer Anstrengungen hat es bisher nicht funktioniert. Die iPS-Technologie hat diese Probleme im Prinzip gelöst. Wir müssen jetzt hauptsächlich technische Schwierigkeiten lösen – und das ist doch ein sehr großer Fortschritt. Alles in allem hat sich das Gebiet schneller entwickelt als wir erwarten konnten.

Vor einigen Jahren ging die Furcht um, dass Forscher versuchen könnten, Menschen zu klonen. Ist das Problem noch akut?

Das waren Behauptungen von Scharlatanen und Clowns, die sich wichtig gemacht haben, und es war nichts dahinter. Fest steht: Menschen zu klonen wäre ein kriminelles Experiment. Darüber hinaus ist es technisch schwierig – und hat bisher nicht funktioniert. Aus wissenschaftlichen Gründen würde man vielleicht gerne wissen, warum es beim Primaten und beim Menschen so schwierig ist. Aus therapeutischer oder praktischer Sicht ist Kerntransplantation meiner Meinung nach unwichtig.

Das Gespräch führte Anne Brüning.

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Quelle: Onmeda

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