Stammzellen: Ausbeute von iPSC deutlich gesteigert
Montag, 19. Oktober 2009
La Jolla – US-Forscher haben eine weitere Hürde in der Produktion von „ethischen“ Stammzellen überwunden. In Nature Methods (2009; doi: 10.1038/nmeth.1393) beschreiben sie, wie induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) mit zweihundertfacher Ausbeute in der Hälfte der Zeit hergestellt werden können.
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Die 2007 von japanischen und später auch von US-amerikanischen Forschern aufgezeigte Möglichkeit, ausdifferenzierte menschliche Zellen aus der Haut wieder in den Zustand einer Stammzelle zurückzuversetzen, und damit die ethischen Bedenken gegenüber embryonalen Stammzellen zu umgehen, hat die Phantasie vieler Experten beflügelt.
Die Behandlung einer Reihe chronischer Erkrankungen vom Diabetes mellitus bis zum Morbus Parkinson schien in greifbare Nähe gerückt zu sein. Doch bald zeigte sich, dass eine Umsetzung der Therapie nicht ohne Weiteres möglich ist.
Zum einen stellte sich heraus, dass die Gene, mit denen die Fibroblasten zu einem genetischen Neustart veranlasst wurden, teilweise identisch waren mit Onkogenen, die Tumoren auslösen. Zum anderen war die Generierung der iPSC sehr langsam: Es dauerte Monate und es waren viele tausend Zellen notwendig, um einige wenige iPSC zu erzeugen.
Die Gruppe um Sheng Ding vom Scripps Research Institute in La Jolla in Kalifornien glaubt jetzt in beiden Problemen einer Lösung näher gekommen zu sein. Im Frühjahr zeigten die Forscher in Cell Stem Cell (2009; 4: 381-4), dass die Bildung von iPSC auch ohne Fremdgene möglich ist. Sie konnte die zelleigenen Gene durch Proteine aktivieren. Jetzt beschreiben sie eine Methode, mit der die Ausbeute der iPSC deutlich gesteigert werden könnte.
Die Forscher nutzten dabei Erkenntnisse aus der biologischen Grundlagenforschung. Zum einen steigerten sie einen Stoffwechselweg namens MET (mesenchymal to ephithelial cell transition), durch den sich Fibroblasten dem Zustand einer Stammzelle nähern. Dies gelang durch die beiden Wirkstoffe SB43142 und PD032590. Sie steigerten die Ausbeute um den Faktor 100.
Als sie ihren Zellen als dritte Chemikalie Thiazovivin hinzufügten, die über einen anderen Stoffwechselweg das Überleben der Zellen beeinflusste, wurde die Ausbeute noch einmal verdoppelt. Nicht nur werden jetzt deutlich weniger Zellen benötigt, um iPSC zu produzieren. Die Dauer der mühevollen Experimente konnte von vier auf zwei Wochen verkürzt werden.
Wie immer in der Stammzellforschung hatten es die Wissenschaftler auch mit der Publikation eilig. So fehlt noch der Nachweis, dass die iPSC, die wohl viele Merkmale von Stammzellen aufweisen, auch als solche verwendet werden können. Für die iPSC selbst gibt es in der Medizin kaum eine Anwendungen.
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