ArchivDeutsches Ärzteblatt24/2001Embryonale Stammzellforschung: Die Mechanismen entschlüsseln und auf adulte Zellen anwenden

POLITIK

Embryonale Stammzellforschung: Die Mechanismen entschlüsseln und auf adulte Zellen anwenden

Dtsch Arztebl 2001; 98(24): A-1589 / B-1361 / C-1265

Jachertz, Norbert; Richter, Eva A.

Als E-Mail versenden...
Auf facebook teilen...
Twittern...
Drucken...
LNSLNS Interview mit dem Bonner Neuropathologen Prof. Dr. med. Oliver Brüstle

Herr Brüstle, weshalb drängen Sie derzeit so darauf, dass wissenschaftspolitische Entscheidungen in Richtung embryonaler Stammzellforschung getroffen werden?
Brüstle: Seit eineinhalb Jahren wird bereits intensiv über dieses Thema diskutiert. Inzwischen arbeiten international zahlreiche Teams an der Umsetzung der Stammzell-Technologie, aus embryonalen Stammzellen des Menschen Spenderzellen für die Transplantationsmedizin herzustellen. Wir haben in der Vergangenheit Erfolge im Bereich des Nervensystems am Tiermodell erzielen können. Jetzt sind wir stark daran interessiert, diese Befunde auf menschliche Zellen umzusetzen. Wenn die Diskussion weiterhin hinausgezögert wird, sehe ich die Gefahr, dass wir uns langfristig abkoppeln.
DÄ: Sie waren gemeinsam mit dem NRW-Ministerpräsidenten Wolfgang Clement in einem Labor in Haifa, Israel. Warum ist dieses für Sie so interessant?
Brüstle: In Haifa ist eine der Gruppen, der es gelungen ist, humane embryonale Stammzellen herzustellen. Und wir sind im Moment auf der Suche nach Partnern, mit denen sich unsere Vorstellungen verwirklichen lassen.
DÄ: Sie haben derzeit einen Partner in den USA. Wollen Sie den auswechseln?
Brüstle: Wir halten weiterhin Kontakt zu dem Campus an der Universität Madison, Wisconsin. In Israel handelt es sich lediglich um Sondierungsgespräche. Wir sind daran interessiert, einen Partner zu finden, mit dem sich eine langfristige, faire Partnerschaft verwirklichen lässt, ohne in eine zu starke Abhängigkeit zu geraten. Hier bieten sich in Israel möglicherweise andere Perspektiven als in den USA.
DÄ: Wo liegt der Unterschied?
Brüstle: Der Austausch von Zellen ist an strenge Auflagen gebunden. Quasi alle Ergebnisse, die mit diesen Zellen erzielt werden, fallen an den Partner in den USA. Auch das Forschungsprojekt selbst, das man bearbeiten will, muss von dem Partner genehmigt werden. Diese ausgeprägte Abhängigkeit spielt die eine Rolle, zudem sind aber die Zelllinien in Haifa sehr erfolgversprechend – sofern man das nach dem ersten Besuch beurteilen kann. Es geht aber um mehr als um einen Austausch von Zelllinien. Es ist ein sehr intensiver personeller Austausch mit Israel möglich. Auch dazu wurden bereits erste Gespräche geführt. Momentan sind jedoch noch keinerlei Vereinbarungen getroffen worden. Keinesfalls sollen aber Dinge durchgeführt werden, die den rechtlichen Rahmen in Deutschland umgehen würden. Es geht nicht um die Herstellung neuer ES-Zelllinien, es geht nicht um Embryonenforschung, sondern um die Nutzung pluripotenter Zelllinien.
DÄ: Welche Projekte planen Sie mit Haifa?
Brüstle: In der Vergangenheit ist es uns gelungen, Spenderzellen für das Nervensystem aus embryonalen Stammzellen der Maus herzustellen und am Tiermodell einzusetzen. Dort wollen wir anknüpfen und prüfen, ob es möglich ist, aus humanen embryonalen Stammzellen in gleicher Weise Vorläuferzellen des Nervensystems in der Zellkultur herzustellen. Im nächsten Schritt müssten diese Zellen am Tiermodell erprobt werden. Erst dann kann abgewogen werden, inwieweit diese Technik verbreitert werden soll, und ob diese Zellen für zukünftige Behandlungsstrategien infrage kommen.
DÄ: Wie lange wird das dauern?
Brüstle: Insgesamt rechne ich mit mindestens fünf bis zehn Jahren, bis überhaupt abgeschätzt werden kann, in welcher Art und Weise und in welchem Umfang embryonale Stammzellen klinisch relevant sind. Das schließt auch den Vergleich mit adulten Stammzellen ein. Dann erst würden klinische Studien folgen.
DÄ: Über die klinische Relevanz der Stammzellforschung wird viel spekuliert. Wo liegen die realen Chancen?
Brüstle: Die große Perspektive ist, Spenderzellen für Zellersatz – nicht für Organersatz – in nahezu unbegrenzter Menge herzustellen. Es bietet sich die Möglichkeit, eines der Kernprobleme der Transplantationsmedizin langfristig zu lösen, nämlich den Mangel an Spendergewebe. Die zweite Perspektive ist, Probleme der Abstoßungsreaktion zu umgehen, indem Zellen mit identischer Erbinformation hergestellt werden. Dies ist im Bereich der adulten Stammzellen durch Gewinnung der Zellen direkt vom Patienten, im Bereich der embryonalen Stammzellen durch Kernreprogrammierungsstrategien möglich.
DÄ: Kernreprogrammierung – wäre das nicht therapeutisches Klonen?
Brüstle: Es läuft im weitesten Sinne darauf hinaus. Doch ich glaube nicht, dass dieses Konzept jemals therapeutisch eingesetzt wird. Und zwar aus zwei Gründen: Erstens wären Eizellspenden in großer Zahl nötig, zweitens würden auf diese Weise Blastozysten erzeugt, also Embryonen. Beides ist aus ethischer Sicht hochproblematisch und sollte nach meiner Ansicht nicht durchgeführt werden. Auch eine naturwissenschaftliche Argumentation spricht dagegen: Bis heute sind die Prozesse der Kernreprogrammierung völlig unverstanden. Fehlentwicklungen können nicht ausgeschlossen werden. Zellen, die auf diese Weise hergestellt werden, bergen unter Umständen Schäden, die wir im Zellkulturstadium gar nicht erkennen können. !
DÄ: Sollte man auf dem Gebiet der Kernreprogrammierung forschen?
Brüstle: Meine Vorstellung geht dahin, die unbekannten Mechanismen durch Kernreprogrammierungs-Studien an tierischen Zellen zu entschlüsseln, um sie dann langfristig auf adulte humane Zellen anzuwenden. Es besteht die Idee, adulte Zellen direkt in ein pluripotentes Stadium umzuprogrammieren, das dem einer embryonalen Stammzelle entspricht. Die Erzeugung der Blastozyste würde so umgangen. Wir hätten dann eine Fusion von adulter und embryonaler Stammzelltechnologie, die es uns erlauben würde, die Vorteile pluripotenter Stammzellen zu nutzen und gleichzeitig die ethisch kritischen Bereiche zu umgehen.
DÄ: Reichen für die Kernreprogrammierungs-Studien Zellen tierischen Ursprungs aus?
Brüstle: Zunächst schon. Es wäre aus meiner Sicht unverantwortlich, Untersuchungen auf humane Zellen auszuweiten, bevor nicht alles erdenklich Mögliche am Tierexperiment gemacht worden ist. Natürlich müssen die Ergebnisse schließlich am Menschen validiert werden. Beim therapeutischen Klonen besteht allerdings die Hoffnung, dass dies ohne Erzeugung von Embryonen möglich sein wird.
DÄ: In den USA haben Sie eine Methode entwickelt, mit der man durch Zellkultur aus embryonalen Stammzellen Nervenzellen herstellen kann. Wie funktioniert diese?
Brüstle: Embryonale Stammzellen können prinzipiell in alle Gewebetypen ausreifen. Das Schüsselproblem ist, diese Entwicklung in die gewünschte Richtung zu steuern und die Zellpopulation so aufzureinigen, dass keine unreifen embryonalen Zellen mehr vorhanden sind. Denn diese könnten nach der Transplantation Teratome erzeugen.
DÄ: Wie steuern Sie die Ausreifung?
Brüstle: Die Zellen werden zunächst unter der Anwesenheit von Wachstumsfaktoren auf embryonalen Fibroblasten beliebig vermehrt. Dann werden die Zellen zu Embryoidkörperchen zusammengelagert. Dies sind Zellaggregate, in denen spontan die Ausreifung in verschiedene Gewebetypen stattfindet. Nach einigen Tagen werden die Embryoidkörperchen in Zellkulturlösungen überführt, die so zusammengesetzt sind, dass bevorzugt Zellen des Nervensystems überleben. Diese werden dann durch Wachstumsfaktoren gezielt vermehrt.
DÄ: Werden Zellen, die nicht gewünscht sind, während des Verfahrens vernichtet?
Brüstle: Um zur Zelltyp-Spezifizierung zu kommen, gibt es zwei Strategien: Zum einen werden Faktoren eingebracht, die eine bestimmte Zellpopulation bevorzugen und andere während des Kulturverfahrens ausmerzen. Bei der anderen Strategie werden Marker in embryonale Stammzellen eingefügt, die nur von bestimmten Zelltypen exprimiert werden, beispielsweise ein Antibiotikaresistenz-Gen oder ein grün fluoreszierendes Protein, das ausschließlich in den entstandenen Nervenzellen exprimiert wird. Durch Gabe eines Antibiotikums oder durch ein Sortierverfahren ist es möglich, diese Zelltypen anzureichern.
DÄ: Wäre nach der Transplantation dieser gewonnenen Zellen nicht auch noch eine Eigendifferenzierung oder gar eine Tumorbildung denkbar?
Brüstle: Dies ist ein ernst zu nehmendes Problem. Deshalb müssen vor einer klinischen Anwendung Langzeituntersuchungen stehen, die gewährleisten, dass diese Zellen über Jahre hinweg stabil in ihrem Zelltyp verankert bleiben. Eine Tumorbildung ist bei den von uns hergestellten hochaufgereinigten Gliazellen im Tierversuch bisher in keinem Fall vorgekommen.
DÄ: In Großbritannien ist man bereits in die klinische Anwendung gegangen und hat Parkinson-Patienten fetale dopaminproduzierende Zellen transplantiert, von denen sich dann wohl auch einige zu Knochen- und Knorpelzellen entwickelt haben . . .
Brüstle: Das sind Experimente, die nicht sauber durchgeführt wurden. Dabei handelt es sich um einen Ansatz, der nicht auf Stammzellen aufbaut, sondern auf der Isolation von Zellen aus dem fetalen Nervensystem. Wird das Verfahren – die Entnahme von Zellen aus der Hirnregion, aus der sich später die dopaminergen Neurone entwickeln – nicht sachgemäß durchgeführt, besteht die Gefahr, dass andere Gewebeteile mit transplantiert werden und sich später entwickeln. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die embryonale Stammzelltechnik. Dort müssen wiederum die undifferenzierten Zellen aussortiert werden, da diese nach Transplantation in alle möglichen Zellen ausreifen könnten.
DÄ: Wie hoch ist die Gefahr der Abstoßung nach der Transplantation?
Brüstle: Die Abstoßung ist ein Kernproblem der Transplantationsmedizin überhaupt. Um sie zu verhindern, wäre es bei den embryonalen Stammzellen denkbar, Banden von Zellen aufzubauen, in denen verschiedene Gewebetypen vorhanden sind, und dann für den jeweiligen Patienten einen gematchten Donor zu finden. Weiterhin ist es möglich, die Oberflächenstruktur dieser Zellen genetisch so zu verändern, dass Abstoßungsreaktionen zumindest gehemmt werden. Es ist über die Kernreprogrammierung langfristig möglich, pluripotente Zellen mit dem Erbgut desselben Patienten herzustellen.
DÄ: Das wäre auch mit adulten Stammzellen möglich. Warum forscht man dann nicht zunächst an diesen?
Brüstle: In der momentanen Diskussion werden die adulten Stammzellen oft als den embryonalen Stammzellen ebenbürtig dargestellt. Aus naturwissenschaftlicher Sicht kann man in meinen Augen jedoch nicht auf die Forschung an embryonalen Stammzellen verzichten. Diese haben wichtige Vorteile: eine uneingeschränkte Vermehrbarkeit über lange Zeiträume und die Möglichkeit der gezielten Ausreifung in der Zellkultur.
DÄ: Doch neuen Publikationen zufolge sollen auch adulte Stammzellen in andere Gewebe einwandern und dort nicht nur Ursprungsgewebe bilden können . . .
Brüstle: Es ist aber noch nicht möglich, diesen Transdifferenzierungsprozess gezielt in der Zellkultur zu steuern. Es gibt wohl einzelne Fälle, bei denen aus adulten Stammzellen verwandte Gewebszellen gezüchtet wurden. Es scheinen jedoch gravierende Unterschiede zu den embryonalen Stammzellen zu bestehen, da es sich bei diesen um eine Programmierung von einer unreifen in eine reife Zelle handelt. Bei den adulten Stammzellen handelt es sich um eine Umprogrammierung von einer spezifischen Zelle in eine andere gewebespezifische Zelle. Diesen Prozess kann man heute noch nicht gezielt in einer Zellkultur ablaufen lassen. Auch die Vermehrbarkeit ist eingeschränkt. Seit vielen Jahren wird bereits versucht, Knochenmarks-Stammzellen außerhalb des Körpers zu vermehren. Die Erfolge sind jedoch sehr ernüchternd. Diese Kernprobleme müssen gelöst werden, bevor die adulten Stammzellen Äquvalenz erreichen können.
DÄ: Mit den embryonalen Stammzellen taucht aber die ethische Problematik auf. Verletzt man in Ihren Augen ethische Normen mit der embryonalen Stammzellforschung?
Brüstle: Mit der Gewinnung dieser Zellen ist sicher eine ethische Problematik verbunden. Darüber denken wir sehr ernsthaft nach. Einerseits ist auch bei bereits existierenden Zelllinien letztlich ein Embryo verbraucht worden. Auf der anderen Seite steht die ärztliche Verpflichtung, nach neuen Behandlungsstrategien zu suchen. Im Nervensystem ist die Situation besonders prekär, da dort so gut wie keine Regeneration stattfindet.
DÄ: Könnte man dann nicht alles und jedes mit der ärztlichen Behandlungspflicht und dem Wunsch zu Heilen begründen, auch therapeutisches Klonen oder Keimbahninterventionen?
Brüstle: Da müssen ganz klare Grenzen gezogen werden. Für mich wäre ein Einsatz nur unter klar definierten Bedingungen zu akzeptieren.
DÄ: Welche wären das?
Brüstle: Weder für Forschungs- noch für therapeutische Zwecke dürfen Embryonen gezielt hergestellt werden. Eingriffe in die Keimbahn und reproduktives Klonen müssen verboten bleiben. Auf der anderen Seite halte ich es durchaus für erwägenswert, so genannte überzählige Embryonen, für die keinerlei andere Verwendung vorgesehen ist, mit Zustimmung der Eltern in begrenzter Zahl und unter strenger Kontrolle für die Gewinnung von Zelllinien einzusetzen. Dabei handelt es sich nicht um eine verbrauchende Embryonenforschung im großen Maßstab. Wenige Zelllinien würden genügen, um alle Zentren in Europa mit Zellen auszustatten.
DÄ: Der Import von pluripotenten Zellen nach Deutschland würde also genügen?
Brüstle: Im ersten Schritt ist der Import die einzige Lösung, die überhaupt praktikabel ist, auch aufgrund der rechtlichen Situation. Zunächst geht es darum, die prinzipielle Übertragbarkeit der Befunde von Mauszellen auf menschliche Zellen zu überprüfen. Dafür kann man auf bestehende Zelllinien zurückgreifen. Wenn sich zeigt, dass diese Zellen halten, was die Mauszellen versprechen, kann darüber nachgedacht werden, ob es in begrenzter Zahl, unter strengen Auflagen und nur an ausgewählten Zentren möglich sein soll, solche Zelllinien auch in Deutschland herzustellen. Es scheint mir – wenn wir uns für die Technologie entscheiden – zudem wenig konsequent, jetzt kritische Bereiche ins Ausland zu verlagern oder sie gar moralisch zu verurteilen, um dann in fünf bis zehn Jahren den Nutzen zu reimportieren. Wenn wir uns gegen die Forschung an embryonalen Stammzellen entscheiden, sollte das auch konsequent sein. Auch die DFG spricht sich in ihrer Stellungnahme dafür aus, eine begrenzte Herstellung eigener Zellinien zu überdenken, wenn der Import nicht ausreiche.
DÄ: In Deutschland gibt es nach dem Embryonenschutzgesetz keine oder nur ganz wenige überzählige Embryonen. Könnten diese überhaupt ausreichen?
Brüstle: Nach den Ergebnissen in Haifa zu urteilen, könnte eine geringe Zahl von Embryonen genügen, um dauerhaft vermehrungsfähige Zelllinien zu erzeugen. Allerdings hat meine Arbeitsgruppe keinen Anteil bei der Herstellung von embryonalen Stammzellen, sondern wir arbeiten ausschließlich mit bereits existierenden Zelllinien.
DÄ: Würde mit der Herstellung von Stammzellen in Deutschland der „Embryonenindustrie“ das Tor geöffnet?
Brüstle: Gerade dies muss verhindert werden. Wenn wir den Bereich für eine therapeutische Nutzung öffnen, halte ich es für unabdingbar, dass die Grenzen klar gezogen werden. Es dürfte nur auf Embryonen zurückgegriffen werden, die aus anderen Gründen überzählig sind.
DÄ: Glauben Sie , dass die DFG am 4. Juli Ihr Projekt und damit den Import der embryonalen Stammzellen billigt?
Brüstle: Ja, ich bin optimistisch. Meine Befürchtung aber ist, dass das Projekt zwar nicht abgelehnt wird, aber sich ein erneuter zeitlicher Aufschub anbahnt. Der Antrag liegt jetzt bereits elf Monate bei der DFG. Die Entwicklung auf diesem Gebiet schreitet aber so rasant voran, dass es jetzt schon fraglich ist, ob wir überhaupt den Vorsprung, den wir auf tierexperimentellem Niveau hatten, noch halten können. Wenn wir die Diskussion weiter hinziehen, wird sie sich selbst totlaufen. Dann haben die Dinge, die wir machen wollten, andere Instituten im Ausland durchgeführt.
DÄ: Würden Sie bei einem „Nein“ der DFG auf Ihre Forschung verzichten?
Brüstle: Wenn es tatsächlich die demokratische Entscheidung gäbe, dass wir in Deutschland diese Technologie nicht wollen, dann muss sich der einzelne Wissenschaftler dieser Entscheidung auch anschließen. Aus persönlichen Gründen ins Ausland zu gehen, ist jedem selbst überlassen. Ich bin da im Moment noch unentschieden.
DÄ-Fragen: Dr. med. Eva A. Richter, Norbert Jachertz

Brüstle will embryonale Stammzellen importieren. Fotos: Eberhard Hahne
Anzeige

Leserkommentare

E-Mail
Passwort

Registrieren

Um Artikel, Nachrichten oder Blogs kommentieren zu können, müssen Sie registriert sein. Sind sie bereits für den Newsletter oder den Stellenmarkt registriert, können Sie sich hier direkt anmelden.

Fachgebiet

Zum Artikel

Anzeige

Alle Leserbriefe zum Thema