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Stammzellforschung: Neue Stammzellen heilen Sichelzellenanämie bei Mäusen

Maus mit Sichelzellenanämie
Mit so genannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) lässt sich Sichelzellenanämie heilen – zumindest bei Mäusen. Damit konnten diese Stammzellen, die sich auch aus menschlichen Zellen herstellen lassen und daher kürzlich Aufsehen erregten, ihren prinzipiell möglichen Therapieeinsatz erstmalig unter Beweis stellen.

Heilung mit iPS-Zellen | Mit induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) lässt sich bei Mäusen Sichelzellenanämie heilen: Den kranken Tieren wurden Hautzellen entnommen, die sich mit Hilfe von vier Genen in iPS-Zellen verwandeln. In diesen Zellen wird dann das mutierte Gen für Sichelzellenhämoglobin durch ein normales Hämoglobin-Gen ersetzt. Anschließend lässt man die Zellen zu Blutzellen differenzieren und injiziert sie wieder in die erkrankten Mäuse.
Wissenschaftler um Tim Townes von der Universität von Alabama in Birmingham und Rudolf Jaenisch vom Whitehead-Institut in Cambridge hatten Hautzellen von Mäusen entnommen, die unter Sichelzellenanämie litten. Durch den Einbau von vier Genen für so genannte Transkriptionsfaktoren ließen sich diese ausdifferenzierten Körperzellen in iPS-Zellen zurückversetzen, die wie "echte" embryonale Stammzellen das Potenzial besitzen, sich in jeden Gewebstyp zu differenzieren.

Anschließend ersetzten die Forscher das mutierte Gen für Sichelzellenhämoglobin, indem sie ein gesundes Hämoglobin-Gen über ein Retrovirus in die iPS-Zellen einschleusten. Unter entsprechenden Wachstumsbedingungen entwickelten sich die veränderten iPS-Zellen zu Blutzellen, die in die kranken Mäuse injiziert wurden. Tatsächlich konnten die Tiere damit geheilt werden.

Sichelzellen | Mäuse mit Sichelzellenanämie besitzen ein mutiertes Hämoglobin-Gen, wodurch die roten Blutkörperchen sichelförmig aussehen (Pfeil). Mit induzierten pluripotenten Stammzellen, die ein gesundes Hämoglobin-Gen besitzen und sich zu Blutzellen entwickeln, lassen sich die Tiere heilen.
Die Herstellung von induzierten pluripotenten Stammzellen gelang 2006 zunächst bei Mäusen. Vor zwei Wochen berichteten Forscher unabhängig voneinander – die Arbeitsgruppe von Shinya Yamanaka von der Universität Kyoto sowie von James Thomson vom Genome Center of Wisconsin in Madison –, dass dies jetzt auch beim Menschen gelungen sei.

Der therapeutische Einsatz von iPS-Zellen beim Menschen könnte heikle ethische Probleme lösen. Denn die künstlich erzeugten Stammzellen sind genetisch identisch zum Spender; das Immunsystem stößt daher diese Zellen bei einer Rücktransplantation nicht ab. Vergleichbares lässt sich durch so genanntes therapeutisches Klonen erreichen, bei dem embryonale Stammzellen aus geklonten Embryonen gewonnen werden. In den meisten Ländern – wie auch in Deutschland – ist diese Methode verboten.

Jaenisch betonte, dass nun der "proof-of-principle" für die mögliche Therapie mit ethisch unbedenklichen iPS-Zellen vorliegt. Bis zum Einsatz beim Menschen dürfte allerdings noch einige Zeit vergehen, da die Verwendung von Retroviren problematisch ist. Außerdem gilt eines der Gene, das die Körperzellen in Stammzellen zurückverwandelt, als krebserregend. (aj)

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