Auch die ausgereifte Körperzellen von Menschen können mit einem vereinfachten Verfahren in induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) reprogrammiert werden, teilt ein Forscherteam um Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster mit. Die Methode, bei der nur noch der Transkriptionsfaktor Oct4 eingesetzt werden muss, hatte sich zuvor schon bei Mäusen bewährt.

Den Wissenschaftlern gelang es, das Oct4-Gen mithilfe eines Retrovirus in menschliche neurale Stammzellen zu schleusen, die seit Jahren als Zelllinie gezüchtet werden. Aus den Kulturen isolierten die Forscher dann neu entstandene iPS. Mit der Studie überwanden die Forscher technische Probleme, da sich neurale und pluripotente Stammzellen des Menschen langsamer als solche von Mäusen teilen. Zudem verlieren menschliche Stammzellen recht rasch wieder ihre Pluripotenz.

Mit der verbesserten Methodik rücke die klinische Nutzung pluripotenter Stammzellen näher, hoffen die Wissenschaftler: Die schon verfügbaren, aus Hautzellen rückprogrammierten iPS trügen ein höheres Risiko, sich zu Tumoren zu entwickeln, da sie unter dem Einfluss von mehr als nur einem eingeschleustes Gen entstanden sind.

Mit ihren von Nervenzellen abstammenden iPS hoffen die Forscher, besonders Nervenerkrankungen besser behandeln zu können als mit aus Hautzellen rückprogrammierten Stammzellen. Die iPS eigneten sich um so besser für Reperaturzwecke, je ähnlicher die Ausgangszellen dem Gewebe sind, für das sie später als Ersatzzellen genutzt werden sollen. Dies liege daran, dass die im Laufe des Zelllebens angehäuften Erbgutschäden in den für die speziellen Funktion im Gewebe häufig genutzten Gene effizienter repariert werden. Am größten sind diese Schäden an jenen Genen, die von den Zellen am wenigsten gebraucht werden.

Eine erfolgreiche Reprogrammierung weiterer Zellen aus verschiedenen Geweben des menschlichen Körpers könnte die Erforschung von Krankheiten erleichtern. An daraus gezüchteten krankheitsspezifischen Zelllinien könnten Wissenschaftler das Zusammenspiel von Genen und Proteinen bei der Entstehung vieler Krankheiten gezielter untersuchen als bisher. Zudem könnte eine Vielzahl von potenziellen Medikamenten direkt an den kranken Zellen auf ihre Wirkung getestet werden.

Die Reprogrammierung ausgereifter Zellen in iPS hat zuletzt rasante Fortschritte gemacht. Vor gerade drei Jahren war es japanischen Forscher erstmals geglückt, ausgereifte Hautzellen einer Maus mithilfe von vier Transkriptionsfaktoren namens Oct4, Sox2, Klf4 und c-Myc so umzuprogrammieren, dass sie sich wie embryonale Stammzellen verhalten und wie diese jeden der mehr als 200 Zelltypen des Körpers bilden können. Nicht einmal ein Jahr später zeigte sich, dass die gleiche Methode auch bei menschlichen Hautzellen funktioniert.

Viele der Versuchstiere, denen man iPS-Zellen implantiert hatte, erkrankten allerdings an Krebs. Mehrere Forschergruppen arbeiteten daher daran, die Zahl der vier eingesetzten, womöglich Krebs auslösenden Transktriptionsfaktoren einzuschränken. Schölers Team hatte dabei in Untersuchungen an Mäusen herausgefunden, dass neurale Stammzellen aus dem Gehirn von Natur aus erhöhte Mengen der Produkte von Sox2 und c-Myc bilden, weshalb hier zwei Faktoren ausreichen, um die Zellen zu reprogrammieren. Später zeigte die Gruppe dann, dass der Transkriptionsfaktor Oct4 als einziges Gen des Cocktails ausreicht, um die Lebensuhr in neuralen Stammzellen von Mäusen zurückzudrehen. (mpg/jo)