Stammzellenforschung: Reprogrammierungserfolge entzünden erneut Debatte

Induzierte pluripotente Stammzelle: Hoffnungsträger für eine Forschung ohne ethisches und politisches Konfliktpotenzial. Foto: Junying Yu

Nachdem menschliche Hautzellen zu künstlichen Stammzellen umgewandelt werden können, erscheint eine Forschung ohne ethische Bedenken möglich, jedoch noch nicht greifbar nah.

Die Wissenschaftswelt ist sich einig: Bei den Forschungsergebnissen von Shinya Yamanaka (Universität Kyoto) sowie James Thomson und Junying Yu (Genome Center of Wisconsin) handelt es sich um einen entscheidenden Durchbruch in der Stammzellenforschung. Auch der als zurückhaltend geltende Direktor des Max-Planck-Instituts für molekulare Biomedizin in Münster, Prof. Dr. rer. nat. Hans Schöler, ist begeistert. „Das ist der Wendepunkt in der Erforschung der Reprogrammierung“, sagte der Forscher, der sich hierzulande mit ähnlichen Fragestellungen befasst.
Das Konzept, das die beiden Teams aus den USA und Japan verfolgten, klingt ebenso faszinierend wie einfach: Durch Zugabe von „Verjüngungsgenen“ werden ausdifferenzierte Fibroblasten der menschlichen Haut zu sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) reprogrammiert. Yamanakas und Thomsons zeitgleiche Publikationen in „Cell“ (doi:10.1016/j.cell.2007.11.019) und „Science“ (10.1126/science.1151526) werden bereits als möglicher Ausweg aus dem bioethischen Konflikt gehandelt, der mit der Nutzung von Stammzellen aus menschlichen Embryonen verbunden ist.
Die Forscher selbst, die international als integer gelten, sind da vorsichtiger. Nüchtern und ohne Sensationshascherei beschreiben sie ihre Arbeit und weisen ausdrücklich auf die noch bestehenden Herausforderungen hin. Eine Klinikreife ihrer Arbeiten sehen sie in naher Zukunft noch nicht.
Ausgangspunkt für die jüngsten Erfolge waren die Forschungen von Yamanaka. Bereits im Sommer 2006 war es ihm – zeitgleich mit dem Team um Rudolf Jaenisch vom Whitehead Institute of Biomedical Research (Cambridge, USA) – gelungen, Fibroblasten einer Maus in embryonale Stammzellen zu reprogrammieren. Dazu benutzte er vier Gene (OCT3/4, SOX2, KLF4 und c-MYC), die er mithilfe von Retroviren in die Zellen einschleuste. Hierfür wurde Yamanaka am 26. November in Heidelberg der mit 50 000 Euro dotierte Meyenburg-Preis verliehen
Mit seiner aktuellen Publikation in „Cell“ zeigt der japanische Forscher nun, dass die gleichen vier Gene auch humane Zellen in ihren Urzustand zurückverwandeln können. Die Reprogrammierung gelang durchschnittlich jedoch nur bei einer von 5 000 Zellen. Mit einer embryonalen Stammzelle pro 10 000 Fibroblasten war die Ausbeute von Thomson und Yu noch geringer. Auch sie benutzten vier Gene (OCT3, SOX2, NANOG und LIN28), mit denen sich die ausgereiften Hautzellen des Menschen reprogrammieren ließen. Beide Forschergruppen konnten zeigen, dass sich anschließend Zellen isolieren lassen, die embryonalen Stammzellen gleichen. Ein gleichwertiger Ersatz für Stammzellen aus Embryonen (ES-Zellen) seien die reprogrammierten Zellen noch nicht, bremsen Yamanka und Thomson die Erwartungen. Erst müsse sich zeigen, ob sich die iPS-Zellen auch tatsächlich in einzelne Gewebearten differenzieren lassen.
Eine gewisse Skepsis äußert auch Prof. Dr. med. Anthony Ho (Heidelberg): „Die Natur lässt sich nicht so einfach austricksen, das habe ich aus der Forschung mit adulten Stammzellen gelernt. Möglicherweise sind in vivo noch weitere Gene oder Mechanismen vonnöten“, sagte der Forscher bei der Tagung der Deutschen Gesellschaft für Regenerative Medizin in Berlin.
Als ein weiteres Problem benennen Yamanaka und Thomson die Tatsache, dass die für die Reprogrammierung benötigten Gene mithilfe von Retroviren in die Zellen geschleust wurden. „Das kann enorme Auswirkungen haben“, meinte auch Ho. Zu den möglichen Nebenwirkungen der Methode, die vor einer klinischen Anwendung unbedingt ausgeschlossen werden müssen, gehört die Gefahr der Tumorentstehung. Besonders bei dem von Yamanaka verwendeten Gencocktail ist sie sehr hoch, da es sich bei c-Myc um ein Onkogen handelt.
Die Forscher wollen daher nach anderen Wegen suchen, auf denen sich die für die Reprogrammierung notwendigen Gene aktivieren lassen. „Machbar könnte dies über regulatorische RNA sein“, erklärte der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie in Leipzig, Prof. Dr. med. Frank Emmrich, gegenüber dem Deutschen Ärzteblatt. Während die Retroviren an beliebigen Stellen in das Erbgut ihrer Wirtszellen eindringen und es irreversibel verändern könnten, würde eine regulatorische RNA die Zelle nur kurzzeitig beeinflussen.
Bis klinisch anwendbare Ergebnisse vorliegen, werden vermutlich noch Jahre vergehen. In dieser Zeit würden dringend embryonale Stammzelllinien als Kontrolle benötigt, mahnt Emmrich. Darauf weist auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) in einer ersten Stellungnahme hin. „Die neuen, durch Reprogrammierung gewonnenen Stammzellen müssen nun charakterisiert und erprobt werden. Dazu werden von den bereits etablierten humanen embryonalen Stammzelllinien die besten, neuen Zelllinien als Goldstandard benötigt“, heißt es darin.
Für die DFG belegen die jetzt erzielten Ergebnisse „die Notwendigkeit, die deutsche Stichtagsregelung zum Import von humanen embryonalen Stammzelllinien zu ändern“. Derzeit dürfen deutsche Wissenschaftler unter Androhung von Strafe nur an embryonalen Stammzelllinien arbeiten, die vor dem 1. Januar 2002 im Ausland hergestellt wurden. Kritisiert wird von den Forschern, dass von den ehemals 70 gelisteten Zelllinen nur noch 20 verwendbar seien; diese besäßen zudem eine schlechte Qualität und kämen für den Einsatz beim Menschen aufgrund von Verunreinigungen mit tierischen Feeder-Zellen nicht infrage.
Mit ihrem jüngsten Appell an die Politik folgt die DFG dem Wunsch vieler Forscher. Sie sprechen sich größtenteils für eine komplette Streichung des geltenden Stichtags aus. „Auch für die Reprogrammierungsforschung sind humane ES-Zellen als Werkzeug und Referenzpunkt unverzichtbar. Insofern haben die neuen Befunde die Notwendigkeit einer Gesetzesnovellierung weiter verstärkt“, erklärte Prof. Dr. med. Oliver Brüstle dem DÄ.
Der Stammzellforscher hält die Stichtagsregelung für den Hauptbremsklotz, der „enorme Einschränkungen in der internationalen Kooperation mit sich bringt“. Eine einmalige Verschiebung sei extrem kurzsichtig. In den kommenden Jahren würden viele europäische Nachbarstaaten verbesserte Zelllinien herstellen, von denen deutsche Forscher dann wieder abgeschnitten wären. Als zweckmäßig bezeichnete Brüstle eine Einzelfallprüfung, die sicherstellt, dass nur international bereits verfügbare Zelllinien für die Forschung zugelassen werden.
Gestrichen werden sollte auch die Strafandrohung. „Die hochmotivierten jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in diesem Feld haben es nicht verdient, auch noch in eine rechtliche Grauzone gestellt zu werden“, sagte Brüstle.
Die Erfolgsmeldung von Yamanaka und Thomson kommt für Deutschland zu einem entscheidenden Zeitpunkt. Anfang nächsten Jahres will das Parlament über eine Novelle des Stammzellgesetzes beraten. Doch ein eindeutiger Wegweiser für die Gestaltung eines neuen deutschen Stammzellgesetzes kann der jetzige Durchbruch nicht sein. Zu unterschiedlich sind die Interpretationen der gelungenen Reprogrammierung. Während viele Forscher und die DFG nun erst recht einen freien Zugang zu neuen embryonalen Stammzelllinien fordern, sehen andere in den Ergebnissen das Ende der ES-Zellenforschung.
Weit auseinander gehen auch die Ansichten innerhalb des Bundestages. „Die Forschung mit menschlichen embryonalen Stammzellen hat sich als Sackgasse erwiesen“, meint Hubert Hüppe (CDU). Er forderte die DFG auf, die Finanzierung von solchen Projekten einzufrieren. Bundesforschungsministerin Annette Schavan (CDU) will dagegen an ihrem Plan, den Stichtag einmalig zu verschieben, festhalten. Für sie ist die Arbeit mit ES-Zellen eine „reine Übergangsforschung“.
Schavan unterstützt damit den parteiübergreifenden Antrag zur Änderung des Stammzellgesetzes, den der Bioethik-Experte der SPD, René Röspel, jüngst vorlegte. Er plädiert für eine einmalige Verschiebung des Stichtags auf den 1. Mai 2007. In einem weiteren interfraktionellen Gesetzentwurf fordern hingegen FDP-Forschungspolitikerin Ulrike Flach und Rolf Stöckel (SPD), die bislang geltende Stichtagsregelung komplett zu streichen. Auch soll die Strafandrohung gegen deutsche Wissenschaftler entfallen, die sich an Forschungsprojekten mit embryonalen Stammzellen im Ausland beteiligen.
Nach dem CDU-Parteitag im Dezember wird auch der dritte interfraktionelle Antrag erwartet, der sich vermutlich für eine Beibehaltung der bisherigen Gesetzeslage aussprechen wird. Anfang 2008 muss dann das Parlament entscheiden, ob die Arbeit an embryonalen Stammzellen erleichtert werden sollte, um sie möglicherweise auf lange Sicht überflüssig zu machen. Alle Wege in der Stammzellenforschung sind noch offen.
Dr. med. Eva Richter-Kuhlmann