Medizin

In-vitro-Erfolg: Geklonte Stammzellen von Diabetikerin produzieren Insulin

Freitag, 2. Mai 2014

New York/Seoul – Zwei Forschergruppen aus den USA und Südkorea haben Hautzellen erwachsener Menschen mittels somatischem Zellkerntransfer in embryonale Stammzellen verwandelt. Darunter war eine Patientin mit Typ 1-Diabetes, deren Stammzellen in-vitro zur Produktion von Insulin angeregt werden konnten. Die Forscher sprechen von einem Meilenstein auf dem Weg zur klinischen Anwendung – der jedoch mit weiteren tech­nischen und ethischen Steinen gepflastert ist.

Beim somatischem Zellkerntransfer entfernen die Forscher aus einer unbefruchteten Eizelle die DNA und ersetzen sie durch die DNA, die sie aus einer Zelle des Spenders, typischerweise einem Fibroblasten der Haut, entnommen haben. Dann versuchen sie, die Eizelle zur Teilung anzuregen, was heute mit elektrischen Reizen und Wirkstoffen möglich ist. Theoretisch könnte auf diese Weise ein Embryo erzeugt werden, was schottischen Forschern vor 18 Jahren mit dem Klonschaf Dolly gelang.

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Kein Interesse am reproduktiven Klonen
Die Stammzellforscher versichern allerdings, dass sie nicht am reproduktiven Klonen interessiert sind. Sie betrachten den entstehenden Embryo allein als Quelle für Stamm­zellen, die im Stadium der Blastozyste entnommen und danach im Labor zunächst vermehrt und später in die gewünschte Zellart differenziert werden sollen. Diese Zellen könnten dann für verschiedene Zwecke genutzt werden. Als Anwendungsgebiete genannt werden der Morbus Parkinson, Leberzelltransplantationen, Knorpelersatz bei Arthrose und der Typ 1-Diabetes.

Die letzte Indikation hat das Team um Dieter Egli vom New York Stem Cell Foundation Research Institute in New York City im Visier. Der Weg dorthin hat sich jedoch als schwierig erwiesen. Im Jahr 2005 behauptete der südkoreanische Forscher Woo Suk Hwang von der Nationalen Universität Seoul schon einmal, dass ihm ein therapeutisches Klonen gelungen sei. Dies stellte sich jedoch bald als falsch heraus.

Im letzten Jahr verkündete dann ein Team um Shoukhrat Mitalipov vom Oregon National Primate Research Center in Beaverton, dass er erfolgreich Zellen von Embryonen und Säuglingen klonen könne. Auch seine Publikation wies, wie sich bald herausstellte, Fehler auf. Außerdem hatte Mitalipov mit den Zellen von Feten und Säuglingen experimentiert. Es blieb unklar, ob auch die Zellen ausgewachsener Menschen, die am ehesten von einer Behandlung profitieren würden, als Ausgangsmaterial genutzt werden könnten.

Dies scheint jetzt zwei Forscherteams gelungen zu sein. Mitte April hatte das Team um Dong Ryul Lee und Young Gie Chung von der CHA Universität in Seoul in Cell Stem Cell (2014; doi: 10.1016/j.stem.2014.03.015) berichtet, wie es aus den Fibroblasten von zwei 35 und 75 Jahre alten Männern embryonale Stammzellen gebildet hat. Dieser Tage zog Egli mit einer Publikation in Nature (2014; doi: 10.1038/nature13287) nach. Egli verwen­dete neben den Zellen eines Neugeborenen auch Hautzellen einer 32 Jahre alten Frau mit Typ 1-Diabetes.

Die Stammzellen dieser Frau wurden laut der Publikation in Beta-Zellen differenziert, die nach einer Stimulation mit Kalium Insulin in das Nährmedium abgaben. Ob es sich um funktionale Beta-Zellen handelt, die nach einer Transplantation den Blutzucker von Diabetikern senken könnten, ist derzeit unklar. Die müssten dafür nicht nur in der Lage sein, Insulin zu produzieren. Ebenso wichtig ist die Fähigkeit, den Blutzucker zu messen, um das Hormon bedarfsgerecht abzugeben. Nature gegenüber sagte Egli jedoch, dass erste Transplantationsversuche bei Mäusen erfolgreich verlaufen seien.

Damit würde der somatische Zellkerntransfer zu einem konkurrierenden Verfahren aufschließen. Sinya Yamanaka, Universität Kyoto, hatte 2006 gezeigt, dass Fibroblasten auch ohne den Umweg über Eizellen durch genetische Manipulationen direkt in induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) verwandelt werden können. Diese Methode vermeidet die ethisch umstrittene Verwendung von Eizellen, die in vielen Ländern, darunter Deutschland, verboten ist. Sie ist aber mit unklaren Risiken verbunden. So wird befürchtet, dass die eingebrachten Gene oder andere Transkriptionsfaktoren das Krebswachstum stimulieren.

Die Verwendung von iPS in der klinischen Forschung scheiterte lange Zeit auch an einer geringen Ausbeute. Dieses Problem scheint jedoch überwunden zu sein, und ein Team um Masayo Takahashi vom Riken Institut in Kobe/Japan hat kürzlich den baldigen Beginn einer ersten klinischen Studie bei Patienten mit Makuladegeneration bekannt gegeben.

10.000 US-Dollar für eine Eizell-Spende
Auch bei den mittels somatischem Zellkerntransfer erzeugten embryonalen Stammzellen konnten einige technische Schwierigkeiten überwunden werden. Anfangs benötigten die Forscher die Eizellen mehrerer Spenderinnen. Inzwischen sollen 15 bis 20 Eizellen pro Versuch ausreichen. Diese Menge könnte einer Spenderin nach einer einzigen hormo­nellen Hyperstimulation des Ovar entnommen werden. Die hormonelle Stimulation ist nicht ohne Nebenwirkungen, sie gilt aber als akzeptabel. In den USA wird Spenderinnen bis zu 10.000 US-Dollar für eine Spende gezahlt.

Für den Einsatz von geklonten Beta-Zellen beim Typ 1-Diabetes müsste noch ein weiteres Problem gelöst werden. Der Typ 1-Diabetes ist Folge einer lebenslangen Autoimmunerkrankung. Die gleichen Zellen und Antikörper, die die körpereigenen Beta-Zellen zerstört haben, würden nach einer Transplantation vermutlich auch die geklonten Beta-Zellen attackieren.

Es gibt derzeit zwar vielversprechende Ansätze, das Immunsystem zu einer Toleranz der Insulin-Antigene zu bewegen. Etabliert ist die Methode jedoch nicht. Diabetiker, die mit geklonten Beta-Zellen behandelt würden, müssten nach derzeitigem Kenntnisstand lebenslang mit Immunsuppressiva behandelt werden. Für die Patienten wäre dies ungesünder als die täglichen Blutzuckerkontrollen und Insulininjektionen. © rme/aerzteblatt.de

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