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Stammzellforschung: Vom falschen Klon zur echten Jungfrau

Der größte Skandal in der biomedizinischen Forschung scheint ein überraschendes Ende gefunden zu haben. Die angeblich ersten geklonten menschlichen Stammzellen, mit denen der Südkoreaner Hwang Woo Suk einst Furore machte, sind tatsächlich keine Klone - sondern womöglich etwas ganz anderes: die ersten parthenogenetisch erzeugten menschlichen Stammzellen.
Mäusestammzellen
Die Nachricht ging als Sensation um die Welt: Am 12. Februar 2004 verkündete Science stolz, zum ersten Mal sei beim Menschen das Klonen menschlicher embryonaler Stammzellen gelungen [1]. Knapp zwei Jahre später, am 11. Januar 2006, zog das Wissenschaftsmagazin die angeblich bahnbrechende Studie kleinlaut wieder zurück: Alles gelogen!

Vermutlich atmeten viele Menschen erleichtert auf. Schließlich erscheint die Vorstellung von geklonten Menschen ziemlich gruselig. Doch Hwang Woo Suk, der vom Nationalheld Südkoreas zum geschmähten Übeltäter abstürzte, wollte keine menschlichen Monster produzieren. Ihm ging es darum, embryonale Stammzellen zu kreieren, in die Mediziner große Hoffnungen setzen. Denn diese zellulären Alleskönner können sich in alle möglichen Gewebe verwandeln und somit durch Krankheit zerstörte Zellen – wie beispielsweise bei der Alzheimer-Demenz – ersetzen.

Biochemische Zaubertricks

Das Rezept hierfür klingt ziemlich simpel: Man nehme eine menschliche Eizelle, entferne den Zellkern und ersetze ihn durch einen Kern aus einer Körperzelle eines Patienten. Mit ein paar biochemischen Zaubertricks fängt diese manipulierte Eizelle an, sich zu teilen und wächst schließlich zu einer Blastozyste heran. Aus diesem frühen Embryonalstadium lassen sich dann die begehrten Stammzellen entnehmen.

Nur: Theoretisch ließe sich die Blastozyste auch wieder in die Gebärmutter einer Frau einpflanzen. Heraus käme ein zum Spender des Zellkerns genetisch identischer Mensch – ein Klon.

Und praktisch ist die Prozedur eben doch nicht so einfach, wie der Fall von Hwang eindrücklich demonstrierte. Seine Alma Mater, die National-Universität in Seoul, musste zugeben, dass die Ergebnisse gefälscht waren: Es gibt keine geklonte menschliche embryonale Stammzelllinie.

Der Verdacht

Doch was gibt es dann? Da das Corpus Delicti, die Zelllinie SCNT-hES-1, noch existiert, lässt sich vielleicht mit detektivischer Fleißarbeit der Wahrheit auf die Spur kommen. Dabei hatten die Forscher um George Daley vom Kinderkrankenhaus Boston einen Anfangsverdacht.

Embryonale Stammzellen lassen sich nicht nur durch Klonen gewinnen – von Wissenschaftlern auch "somatischer Zellkerntransfer" genannt –, sondern auch aus einer unbefruchteten Eizelle, die zu einer Blastozyste heranreift. Diese eingeschlechtliche Vermehrung, bei der die Mitwirkung eines Vaters nicht gefragt ist, kommt in der Natur gar nicht mal so selten vor. Biologen kennen sie als Parthenogenese (parthenogenes, griech.: von einer Jungfrau geboren).

Säugetiere sträuben sich normalerweise gegen das Modell der Jungfernzeugung; bei Labormäusen ist sie allerdings inzwischen gelungen. Könnte es sein, dass der vermeintliche Klon aus Südkorea in Wirklichkeit einer jungfräulichen Zeugung entsprungen war? Hwang hat diese Interpretation stets abgelehnt. Schließlich müsste der Chromosomensatz einer parthenogenetisch erzeugte Zelle homozygot, also reinerbig sein, da ja nur das verdoppelte Erbgut einer einzigen Zelle vorliegt. Dies war jedoch bei der Linie SCNT-hES-1 nicht der Fall.

Kleiner Austausch

Doch ganz so einfach ist die Sache nicht. Denn bei der Zellteilung tauschen Chromosomen gerne mal ein paar Stückchen untereinander aus. Ergebnis: Aus einer homozygoten Zelle entstehen Tochterzellen, die zumindest zum Teil gemischt aufgebaute Chromosomen haben können.

Parthenogetisch erzeugte Mäusestammzellen | Diese parthenogetisch erzeugten embryonalen Stammzellen einer Maus zeigen in ihren Chromosomen typische Muster, mit denen sie sich von geklonten Stammzellen unterscheiden lassen. Die gleichen Muster traten auch bei der menschlichen Stammzelllinie aus Südkorea auf, die angeblich erstmals durch Klonierung entstanden sind – ein Irrtum, wie sich später herausstellte.
Daley und seine Kollegen machten die Probe aufs Exempel und kreierten Stammzellen aus Mäuseembryonen, die einerseits über somatischen Zellkerntransfer, andererseits durch künstliche Parthenogenese erzeugt worden waren. Anschließend durchmusterten sie haarklein die Mäusechromosomen nach genetischen Abweichungen, um so Marker aufzuspüren, welche die Herkunft der Zelllinien verraten. Und siehe da: Während die geklonten Zellen durchweg heterozygot auftraten, zeigten die jungfräulich gezeugten Pendants nur an den Chromosomenenden gemischte Bereiche.

Der anschließende Test brachte es an den Tag: Genau diese typischen Genunterschiede an den Chromosomenenden traten auch bei den Zellen der Linie SCNT-hES-1 auf [2]. "Wir wissen jetzt, dass die vermeintlich erste durch Zellkerntransfer erzeugte Stammzellline aus Korea in Wirklichkeit von einer einzigen Eizelle einer Frau stammte", fasst Daley das Ergebnis der Analyse zusammen. "SCNT-hES-1 stellte die erste erfolgreiche Isolierung parthenogenetisch erzeugter menschlicher embryonaler Stammzellen dar."

Was war geschehen? Die Forscher wissen es nicht.
"SCNT-hES-1 stellte die erste erfolgreiche Isolierung parthenogenetisch erzeugter menschlicher embryonaler Stammzellen dar"
(Kitai Kim et al.)
Vielleicht war es den koreanischen Kollegen nicht gelungen, den Zellkern aus der Eizelle zu entfernen. Vielleicht war auch nach der Entkernung ein Zellkern aus den kleinen Polkörperchen eingewandert – jenen winzigen Zellen, die sich bei der Reifeteilung der Eizelle abschnüren und normalerweise kurz darauf zu Grunde gehen.

Wie dem auch sei, die Forscher sehen hier eine Alternative, um an die heiß begehrten Stammzellen zu kommen. Niemand weiß zwar, ob diese jungfräulichen Zellen sich gesund entwickeln – von der ethisch problematischen Eizellgewinnung ganz zu schweigen –, doch Daley gibt sich optimistisch: "Wenn sich nach sorgfältiger genetischer und funktioneller Analyse ergibt, dass das Gewebe aus parthenogenetisch erzeugten menschlichen embryonalen Stammzellen sicher und leistungsfähig ist, dann könnten sich diese Zellen als viel versprechende therapeutische Quelle zum Ersatz von Gewebe erweisen."

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