Steckt die Jungfräulichkeit auch in reifen Zellen?

News: Steckt die Jungfräulichkeit auch in reifen Zellen?

Sind nach dem Prinzip von Dolly, dem berühmten Schaf, geklonte Tiere wirklich Kinder ausgereifter Körperzellen, oder doch eher die Produkte selten aufzuspürender adulter Stammzellen im entsprechenden Gewebe? Einer Antwort auf diese Frage sind Wissenschaftler nun etwas näher gekommen. Aber abschließend beantworten konnten sie sie auch nicht.

Dagmar Knopf

Wenn Wissenschaftler aus einer adulten, ausdifferenzierten Körperzelle einen neuen Organismus klonen, entfernen sie zunächst den Zellkern einer Eizelle. Diese "entkernte" Zelle enthält an Erbinformation nun nur noch die Mitochondrien-DNA. Anschließend fügen sie den Kern der reifen Körperzelle ein und pflanzen sie einem hormonell vorbereitetem Muttertier ein, in dem die Zwitterzelle nun heranwachsen soll. Idealerweise stellt die Eizelle dabei die genetische Uhr der Kerninformation auf Null, vergleichbar den frühen Anfängen embryonalen Wachstums.

Dieses Prinzip steckt auch hinter der Wunschvorstellung, durch therapeutisches Klonen aus einer reifen Körperzelle des Patienten dringend benötigtes Ersatzgewebe zu züchten. Der neue Organismus soll allerdings nicht über das im Blastocysten-Stadium mit etwa 100 Zellen hinauskommen. Doch auch hier stellt sich die Frage: Stellen die verwendeten Körperzellen – etwa aus der Haut – ihre Uhr nun zurück? Oder sind die nur in geringen Zahlen auftretenden adulten Stammzellen des Gewebes die eigentlichen Kernspender, aus denen erfolgreich ein neuer Zellhaufen entsteht, während die reifen Körperzellen nur Artefakte bilden?

Dieser Frage ist nur schwer nachzugehen, da die wenigsten adulten Zellen stabile genetische Marker tragen, anhand derer sich die Herkunft der Erbinformation von der Spenderzelle zum resultierenden Klon verfolgen lässt. Ausnahmen von der Regel sind Immunzellen, und zwar sowohl T-Zellen als auch B-Zellen. Reifen diese Zellen heran, sind bei ihnen spezielle Gene, die Immunglobulingene, auf eine für jeden Zelltyp festgelegte Weise arrangiert, sodass sie ein spezifisches Muster an Antikörpern und Rezeptoren produzieren.

Rudolf Jaenisch und seine Mitarbeiter vom Whitehead Institute for Biomedical Research nutzten diese selten Chance und verwendeten die Zellkerne von ausgereiften B- und T-Zellen, um aus ihnen Klone zu generieren [1]. Wo andere Arbeitsgruppen erfolglos waren, stellte er sich bei Jaenisch und Konrad Hochedlinger durch eine zweistufige Methode ein. Zuerst kreierten die Forscher geklonte Mausembryonen, indem sie den Zellkern einer B- oder T-Zelle in eine entkernte Eizelle transferierten. Statt die Embryonen direkt in das Muttertier zu implantieren, ließen sie aus ihnen in der Zellkultur erst embryonale Stammzellen wachsen. Mit nur geringer Effektivität: Lediglich aus zwei transferierten Kernen entstanden Zelllinien, aus jedem Typ der Immunzelle eine.

Im zweiten Schritt wurden aus diesen embryonalen Stammzellen erfolgreich Mäuseklone gebildet. Und die Tiere trugen das spezielle Genarrangement der verwendeten B- und T-Zellen, was dadurch sichtbar wurde, dass die Tiere ihre Immungene nicht neu anordnen konnten und so mit nur einem einzigen Antikörper oder Rezeptor (je nach Zellart) ausgestattet waren. "In normalen Klonversuchen wäre es zu ineffizient, reife adulte Zellen zu verwenden", gibt Jaenisch zu bedenken. "Wir waren in der Lage, Klone aus adulten Zellen zu produzieren, weil wir den zweistufigen Weg wählten. Ich glaube, dies unterstützt die Vorstellung, dass viele Klone nicht aus reifen Zellen entstehen, sondern eher von adulten Stammzellen abstammen. Aber bewiesen haben wir es nicht."

Dass das Umprogrammieren alter Zellen nicht problemlos über die Bühne geht, haben japanische Forscher am National Institute of Infectious Diseases in Tokio zeigen können. Im Vergleich zu normalen Mäusen starben die geklonten Tiere wesentlich früher, meist an Lungenentzündung oder Lebererkrankungen, oft schon vor ihrer Geburt oder kurz danach [2]. Ob dies dafür spricht, dass die Informationsänderungen des Genoms irreversibel sind, oder vielleicht doch veränderbar, bleibt eine noch offene, interessante Frage, bei deren Lösung sich so mancher Forscher noch die Zähne ausbeißen wird.