Medizin

08. Oktober 2012

Medizin-Nobelpreis 2012: Zwei große Zellzauberer

 Von Anne Brüning
Schon 2006 gelang es Shinya Yamanaka, mit iPS-Zellen eine völlig gesunde Maus (hier mit ihren Nachkommen) zu züchten. Foto: AFP

Der britische Klonpionier John Gurdon und der japanische Stammzellforscher Shinya Yamanaka zeigten, dass spezialisierte Zellen wieder zu Alleskönnern werden können. Das lässt auf neue Therapien hoffen

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Das Leben ist keine Einbahnstraße. Zumindest für einzelne Zellen des Körpers besteht heutzutage die Möglichkeit, nochmal ganz von vorn anzufangen. Die Tricks, die dafür nötig sind, haben die beiden Forscher entwickelt, die den Medizin-Nobelpreis 2012 erhalten: der Brite John Gurdon und der Japaner Shinya Yamanaka. „Sie werden ausgezeichnet für ihre Entdeckung, dass reife Zellen reprogrammiert werden können“, heißt es in der Begründung des Komitees.

Die Auszeichnung ist in diesem Jahr erstmals nicht mehr mit zehn, sondern nur noch mit acht Millionen schwedischen Kronen dotiert, umgerechnet rund 930.000 Euro. Die Kürzung des Preisgelds wird damit begründet, dass sie für die finanzielle Stabilität der Stiftung unausweichlich sei. Finanz- und Wirtschaftskrise hatten zuletzt zu Verlusten beim Kapitalvermögen der Stiftung geführt. Geschmälert wird die Bedeutung des Nobelpreises, der am 10. Dezember in Stockholm überreicht wird, dadurch aber nicht.


Für John Gurdon von der University of Cambridge kommt die Ehrung allerdings recht spät. Der 79-Jährige wird ausgezeichnet für ein bahnbrechendes Experiment, das er 1962 gemacht hat: Der Entwicklungsbiologe klonte den afrikanischen Krallenfrosch Xenopus laevis, indem er den Zellkern eines Froscheis ersetzte durch den Kern einer reifen Zelle aus der Darmwand einer Kaulquappe. Aus einigen der derart manipulierten Froscheier schlüpften tatsächlich Kaulquappen, ein paar entwickelten sich auch zu Fröschen weiter.

Mit diesem Versuch legte Gurdon die Grundlage für die Klonforschung. Eigentlich ging es ihm aber vor allem darum, das biologische Dogma zu hinterfragen, demzufolge spezialisierte, reife Zellen sich nicht mehr zurückentwickeln können. Lange Zeit waren Forscher davon überzeugt, dass die Zellentwicklung irreversibel ist. Die eine Richtung kannte man gut: Aus embryonalen Zellen können alle Zelltypen werden. Die andere Richtung hielt man für ausgeschlossen.

Gurdons Frosch-Experiment, das auch als Zellkerntransfer bezeichnet wird, zeigte jedoch, dass reife Zellen sehr wohl nochmal von vorn anfangen können. Ihr Erbgut verfügt offenbar noch über alle Informationen, die dafür notwendig sind. Allerdings brauchen sie einen Anstoß. Beim Kerntransfer ist es die Zellflüssigkeit in der Eizelle, die entscheidende Impulse dazu gibt.

Sir John B. Gurdon
Shinya Yamanaka
Nobelpreisträger John B. Gurdon.
Foto: dpa

Sir John B. Gurdon wurde im Jahr 1933 in Dippenhall, einem kleinen Dorf im Südosten Englands, geboren. Er studierte Zoologie an der University of Oxford, wo er 1960 auch promovierte. Anschließend verbrachte er einige Jahre am California Institute of Technology. Von 1972 an forschte er an der britischen University of Cambridge, wo er eine Professur für Zellbiologie innehat. Seit 1990 steht er dem Krebsforschungsinstitut der Hochschule vor, das heute Gurdon Institut heißt. Der Wissenschaftler wurde schon einmal gemeinsam mit Shinya Yamanaka ausgezeichnet: 2009 teilten sich die beiden den berühmten Lasker Award, der für herausragende medizinische Forschung verliehen wird.

Nobelpreisträger Shinya Yamanaka.
Foto: dpa

Shinya Yamanaka kam im Jahr 1962 im japanischen Osaka zur Welt. Er studierte an der Kobe Universität Medizin und promovierte dann an der Städtischen Universität Osaka. Yamanaka arbeitete zunächst als Chirurg in der Orthopädie, ehe er sich der Forschung zuwandte. Von 1993 bis 1996 forschte er an dem berühmten Gladstone Institute of Cardiovascular Disease in San Francisco. Zurück in Japan konzentrierte er sich auf die Erforschung von Stammzellen. Heute leitet er die Abteilung für Stammzellbiologie an der Universität von Kyoto. Im Jahr 2008 erhielt er für seine Arbeit gemeinsam mit Hans Schöler und Irving Weissmann den Robert-Koch-Preis.

Jahrzehnte nach Gurdons Frosch-Experimenten fand Shinya Yamanaka von der Kyoto University einen viel eleganteren Weg, spezialisierte Zellen zu reprogrammieren. Der Molekularbiologe schleuste vier Gene von Transkriptionsfaktoren in Bindegewebszellen. Dieser Zusatz bewirkte, dass sich die reifen Zellen verjüngten und zu einer Art Stammzellen wurden, induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) genannt. 2006 gelang dieser Coup das erste Mal mit Mäusezellen, bereits 2007 auch mit menschlichen Zellen.

Die von Yamanaka entwickelte Technik wurde als großer Durchbruch gefeiert, denn sie bietet eine Lösung für die ethischen Probleme der Stammzellforschung. Bis dahin ließen sich Alleskönner-Zellen nur aus Embryonen gewinnen. Das japanische Team bot einen alternativen Weg, der ethisch unbedenklich ist, weil Körperzellen sich direkt in iPS-Zellen umwandeln lassen. Und diese Zellen leisten genau das, was man zuvor nur embryonalen Stammzellen zuschrieb: Sie können sich im Labor mit Hilfe entsprechender Wachstumsfaktoren in sämtliche Zelltypen des Körpers entwickeln.

Die Medizin kann von dem Rezept, unter Forschern auch Yamanaka-Cocktail genannt, auf verschiedene Weise profitieren. Zum einen wollen Forscher mit der Technik Ersatzgewebe für Patienten herstellen. Zerstörerische Erkrankungen wie Parkinson und Typ-1-Diabetes hofft man so behandeln zu können. Auch die medizinische Forschung bringen iPS-Zellen voran. Gewinnt man sie von Patienten mit genetischen und anderen Krankheiten, lässt sich daran der Erkrankungsprozess in der Petrischale erforschen und es können neue Wirkstoffe getestet werden.

In der Fachwelt freut man sich über die diesjährige Wahl des Nobel-Komitees. „Das ist ein großer Tag für die Stammzellforschung“, sagt der deutsche Stammzellforscher Oliver Brüstle von der Universität Bonn. „Dass beide den Preis verdient haben, war allen im Feld klar. Dass es bei Shinya Yamanaka bereits sechs Jahre nach seiner großen Entdeckung geklappt hat, freut mich ganz besonders“, ergänzt Brüstle. Er rechnet damit, dass innerhalb der nächsten fünf Jahre erste Parkinson-Patienten mit iPS-Zellen behandelt werden.

Auch der Klonexperte Heiner Niemann von der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft in Mariensee findet die Entscheidung für Gurdon und Yamanaka richtig. „Meiner Meinung nach fehlt aber noch ein Dritter im Bunde: Ian Wilmut, der 1997 mit dem Schaf Dolly das erste Säugetier per Kerntransfer geklont hat“, sagt Niemann. Wilmuts Arbeit knüpfte zwar an die von Gurdon an, auch Dolly entstand durch somatischen Zellkerntransfer. Niemann ist jedoch überzeugt: „Ohne das Dolly-Experiment wäre Yamanaka aber vermutlich nie auf die Idee gekommen, Zellen direkt zu reprogrammieren.“ Aber so ist es eben mit dem Nobelpreis. Ein paar Anwärter gehen leer aus.

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Quelle: Onmeda

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