Medizin

Sichere Stammzellen ohne Fremdgene gebildet

Freitag, 24. April 2009

San Diego/Münster – Stammzellen lassen sich jetzt auch ohne Retroviren und ohne gentechnische Modifikationen am Erbgut erzeugen. Die von einem amerikanischen Forscherteam unter deutscher Beteiligung in Cell Stem Cell (2009: doi:10.1016/j.stem.2009.04.005) vorgestellten Protein-induzierten pluripotenten Stammzellen (piPS) sind einfacher und sicherer als alle bisher bekannten Methoden, versprechen die Autoren.

Vor drei Jahren war es japanischen Forschern erstmals bei der Maus gelungen, Fibroblasten aus der Haut in Stammzellen umzuprogrammieren, indem sie ihnen mithilfe von Retroviren vier Gene ins Erbgut einschleusten. Diese induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) können mittlerweile auch beim Menschen erzeugt werden. Kürzlich wurde sogar ein Verfahren vorgestellt, dass auf Retroviren verzichtet und die Gene nach der Reprogrammierung wieder aus der Zelle entfernt. 

Damit waren bereits gute Voraussetzungen für eine sichere Stammzellforschung geschaffen worden, denn Retroviren und Fremdgene galten als potenzielles Sicherheitsrisiko, da sie Ausgangspunkt einer malignen Transformation der Stammzellen sein könnten.

Die jetzt von Hongyan Zhou vom Scripps Research Institute in La Jolla/Kalifornien vorgestellte Methode verspricht eine noch höhere Sicherheit, da die Reprogrammierung völlig ohne Gene auskommt. Die Forscher brachten stattdessen die in den Genen kodierten Eiweiße selbst in die Zelle ein. Es handelt sich bei den Proteinen um so genannte Transkriptionsfaktoren, die den Stoffwechsel der Fibroblasten gewissermaßen wieder auf den Urzustand der Stammzelle zurückversetzen. 

Um diese Idee in die Tat umzusetzen, mussten die Forscher eine wichtige Hürde überwinden: die Zellmembran. Sie ist für Eiweiße normalerweise undurchdringlich. Den Trick besorgte eine sogenannte Protein transduction domain (PDD), ein an die Eiweiße angehängter “Anker”. Er bewirkt, dass ein bestimmtes Protein von einer Zelle freiwillig aufgenommen wird.

Die Forscher wählten eine PDD aus elf Arginin-Einheiten, mit der sie bereits andere Proteine erfolgreich in Zellen eingeschleust hatten. In diesem Fall wurden vier Transkriptionsfaktoren (Oct4, Sox2, Klf4 und c-Myc), die zuvor in E. coli produziert wurden, in Fibroblasten aus der Dermis von Mäusen integriert. Sie bleiben dort auch lange genug stabil (48 Stunden), um die Hautzellen in Stammzellen umzuwandeln, welche die Forscher als Protein-induzierte pluripotente Stammzellen (piPS) bezeichnen. 

Die Bildung der piPS ist nach Angaben der Autoren, zu denen auch Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster gehört, innerhalb weniger Tage möglich. Sie scheint damit nicht nur sicherer, sondern möglicherweise auch wirtschaftlicher als die bisherigen Methoden zu sein.

Ob sich aus den PiPS wieder Zellen ausdifferenzieren lassen, die dann als „Ersatz“ bei Erkrankungen wie Diabetes oder Morbus Parkinson dienen könnten, bleibt abzuwarten. Der nächste Schritt dürfte darin bestehen, die Ergebnisse an menschlichen Fibroblasten zu reproduzieren. © rme/aerzteblatt.de

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