Transdifferentiation: Stammzellforschung ohne Stammzellen

Freitag, 6. August 2010

San Francisco – Stammzellforscher könnten künftig bei ihrer Arbeit ohne Stammzellen auskommen. Eine Studie in Cell (2010; 142: 375-386) zeigt nämlich, dass sich Fibroblasten auch ohne den Umweg über induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) in Herzmuskelzellen verwandeln lassen.

Wieder einmal verblüffen die Forscher die Fachwelt damit, wie einfach sich hochspezialisierte Körperzellen „umpolen“ lassen. Vor vier Jahren hatte Shinya Yamanaka von der Universität Kyoto gezeigt, dass nur vier Gene notwendig sind, um Fibroblasten in iPS zu verwandeln, die seither als vielversprechende Alternative für embryonale Stammzellen angesehen werden.

Denn iPS lassen sich im Prinzip in jede beliebige Zelle des menschlichen Körpers differenzieren. Doch dieser Umweg scheint gar nicht notwendig zu sein, wie die Gruppe um Deepak Srivastava vom Gladstone Institute of Cardiovascular Disease in San Francisco herausgefunden hat.

Den Forschern ist es – vorerst allerdings nur bei der Maus – gelungen, Fibroblasten direkt in Kardiomyozyten zu verwandeln. Und hierfür waren wiederum nur drei Steuergene notwendig, die als Transkriptionsfaktoren Zellen umprogrammieren. Dies gelang bei etwa 20 Prozent aller Zellen. Die Ausbeute wäre damit wesentlich höher als beim derzeitigen Umweg über die iPS.

zum Thema PDF der Studie Pressemitteilung des Gladstone Institute of Cardiovascular Disease Deepak Srivastava

Srivastava führte die Experimente an kardialen Fibroblasten durch. Diese Zellen sind auch im Herzmuskel des ausgewachsenen Herzens vorhanden. Sie sind für das Remodeling nach einem Herzinfarkt verantwortlich, bei dem der Herzmuskel allmählich durch eine bindegewebige Narbe ersetzt wird.

Wenn die Fibroblasten dazu gebracht werden könnten, sich in Herzmuskelzellen zu verwandeln, ergäben sich völlig neue Perspektiven für die Behandlung von kardialen Erkrankungen. Diese Umwandlung ist Srivastava in-vivo noch nicht geglückt. Der Forscher führte die Experimenten im Labor an Zellkulturen durch.

Er transplantierte allerdings einige der neu kreierten Muskelzellen in das Herz von Mäusen. Dort begannen die Zellen das motorische Protein Aktin zu exprimieren und Sarkomere auszubilden. Sie nahmen also die Gestalt der echten Herzmuskelzellen an. Ob sie sich auch effektiv an der Herzmuskelarbeit beteiligten, geht aus der Publikation nicht hervor. Der nächste Schritt dürfte darin bestehen, die “Transdifferentiation” auch an menschlichen Zellen zu versuchen. © rme/aerzteblatt.de