Herstellung von Stammzellen aus adulten Zellen nun auch in vivo

Madrid – Spanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, bei Mäusen in vivo mittels Rückprogrammierung erwachsener Zellen sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) herzustellen. Die in vivo hergestellten Stammzellen weisen sogar Charakteristika von entwicklungsgeschichtlich noch früheren Stammzellen auf. Diese sogenannten totipotenten Zellen sind flexibler als die bisherigen in vitro hergestellten iPS, was für zukünftige Anwendungen in der regenerativen Medizin relevant sein könnte.

Das berichtet eine Arbeitsgruppe um Manuel Serrano, den Direktor des Molecular Oncology Programme und Leiter der Tumor Suppression Group am spanischen National Cancer Research Center (CNIO) in Madrid aus ihrer aktuellen Studie in Nature (doi:10.1038/nature.2013.13725).

In Weiterentwicklung der Vorgehensweise des Medizin-Nobelpreisträgers von 2012, Shinya Yamanaka, der in vitro aus erwachsenen Maus-Zellen iPS hergestellt hatte, haben die Forscher dies nun erstmals in vivo erreicht. Die Wissenschaftler aktivierten bei Mäusen vorübergehend vier Transkriptionsfaktoren, welche auch in Kulturen verwendet werden, um iPS herzustellen. Daraufhin begannen die Mäuse, Teratome auszubilden. Dies gilt als typisches indirektes Zeichen für zelluläre Rückprogrammierung und entstandene iPS, da Teratome aus solchen pluripotenten Stammzellen entstehen.

Die Forscher konnten sogar die Bildung pseudo-embryonaler Strukturen in Mäusen induzieren. Diese Zysten enthielten die Zellen der Keimblätter für die Entwicklung eines Embryos: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm, wie sie auch aus pluripotenten Stammzellen entstehen können. Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler aber auch Gewebe nachweisen, das die Entwicklung eines Embryos aufrechterhalten kann, wie eine Dottermembran und sogar Anzeichen für die Bildung von Blutzellen.

Das gilt als Zeichen für eine Rückprogrammierung bis hin zu totipotenten Stammzellen. Diese entsprechen Zellen auf der Entwicklungsstufe eines nur 72 Stunden alten Embryos. Warum das Rückprogrammieren in vivo bis zu einem entwicklungsgeschichtlich noch früheren Stadium gelingt als in vitro, ist den Autoren zufolge noch unklar.

Die Wissenschaftler betonen, dass eine therapeutische Anwendung ihrer Ergebnisse noch in weiter Ferne liege. Sie sehen aber die Möglichkeit für einen Richtungswechsel Stammzellforschung, regenerativer Medizin und Tissue Engineering. „Der nächste Schritt wird sein zu untersuchen, ob diese neuen Stammzellen fähig sind, effizient verschiedene Gewebe zu erzeugen, wie das der Pankreas, Leber oder Niere“, stellt Maria Abad, Erstautorin der Veröffentlichung, in Aussicht. © hil/aerzteblatt.de