Direkt zum Inhalt

Epigenetik: Ip-Stammzellen behalten epigenetische Erinnerungen

Stammzellschema
Wenn induzierte pluripotente Stammzellen (ipS) aus adulten Körperzellen hergestellt werden, wird die ursprüngliche, auf den Einsatz der Ausgangszellen im Körper zugeschnittene epigenetische Programmierung nicht vollständig gelöscht, haben zwei Forschergruppen unabhängig voneinander herausgefunden. Dies könnte Auswirkungen auf die Vielseitigkeit und Eignung der ipS-Zellen haben, die als ethisch unbedenkliche Alternative zu embryonalen Stammzellen gelten.

George Daley vom Howard Hughes Medical Institute in Boston und sein Team hatten näher untersucht, wie sich ipS von pluripotenten Stammzellen unterscheiden, die durch somatischen Zellkerntransfer entstehen [1]. Bei dieser zur Produktion von Stammzellen gängigen und auch beim Klonen von Organismen eingesetzten Methode wird aus Eizellen der Zellkern entfernt und durch den Kern einer Körperzelle ersetzt; mit biochemischer Hilfestellung beginnt die manipulierte Eizelle sich dann zu teilen und wächst zu einer Blastozyste, aus der dann Stammzellen entnommen werden können. ipS entstehen dagegen nach einer direkten Reprogrammierung von adulten Zellen unterschiedlicher Gewebe mit der Hilfe weniger Transkriptionsfaktoren wie Oct4.

Daley und Co zeigen nun durch vergleichende epigenetische Analysen, dass die auf unterschiedlichem Weg gewonnenen Stammzellen sich unterscheiden: ipS-Zellen behalten stets noch einige Methylgruppen am Erbgut, die als epigenetische Regulatoren, also als Ablesesignale für die markierten Genomabschnitte fungieren. Dies sorgt dafür, dass zum Beispiel aus Hautzellen rückprogrammierte ipS sich einfacher wieder in Hautgewebe verwandeln lassen als in andere Zellltypen. Die Zellen können allerdings vielseitiger gemacht werden, wenn ihr epigenetisches Gedächtnis mit zusätzlich zugegebenen demethylierenden Enzymen vollständiger gelöscht wird.

Eine Forschergruppe um Konrad Hochedlinger, der ebenfalls am Howard Hughes Medical Institute arbeitet, kam zu ähnlichen Schlussfolgerungen wie Daley und Kollegen. Sie hatte analysiert, wie gut sich iPS aus verschiedenen Ursprungszellen wieder in unterschiedliche Zelltypen entwickeln können [2]. Dabei fiel zunächst auf, dass die verschiedenen iPS unterschiedliche Proteine bildeten, was auf unterschiedliche epigenetische Voreinstellungen zurückgeführt werden konnte.

Dieses je nach Ausgangszelltyp variierende "transitive epigenetische Gedächtnis" der ipS verschwindet, wenn die Zelllinine mehrfach hintereinander mit üblichen Transkriptionsfaktoren biochemisch zurückgesetzt wird. Ein gründliches Entfernen aller epigenetischen Marker sei unabdingbar, wenn ipS-Zellen tatsächlich universell eingesetzt werden sollen, geben die Autoren zu bedenken. (jo)

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen
[1] Kim, K. et al.: Epigenetic memory in induced pluripotent stem cells. In: Nature 10.1038/nature09342, 2010.
[2] Polo, J.M. et al.: Cell type of origin influences the molecular and functional properties of mouse induced pluripotent stem cells. In: Nature Biotechnology 10.1038/nbt1667, 2010.

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.