Induzierte pluripotente Stammzellen

Was sind induzierte pluripotente Stammzellen?

Lange Zeit galt in der Medizin die These, dass Zellen sich nur in eine Richtung entwickeln können: von der Stammzelle hin zur spezialisierten Herz-, Muskel- oder Blutzelle. Damit gab es in der Stammzellforschung keine Alternative zu den ethisch belasteten und damit hochumstrittenen, embryonalen Stammzellen. Die Entdeckung, dass sich die postulierte Zelldifferenzierung umkehren lässt, schrieb daher Medizingeschichte. Vier Gene sorgten für die Revolution: Aus einer Hautzelle wird wieder eine Stammzelle, die neue Aufgaben im menschlichen Körper übernehmen kann. Für das 2006 entdeckte Verfahren zur Herstellung induzierter pluripotenter Stammzellen, kurz iPS, erhielt 2012 der Japaner Shin’ya Yamanaka mit seinem Team den Medizinnobelpreis.

Stammzellenforschung setzt auf induzierte pluripotente Stammzellen

Die induzierten pluripotenten Stammzellen sind wichtig für die Stammzellforschung, denn sie können ohne ethische und rechtliche Konflikte im Labor hergestellt werden. Es genügen wenige, adulte Körperzellen. Dafür werden somatische Zellen, also keine Spermien– oder Eizellen, verwendet. Yamanaka startete seine Forschungen mit den Hautzellen von Mäusen. Die induzierten, pluripotenten Stammzellen sind wie embryonale Stammzellen selbsterhaltend, das heißt sie können sich beliebig oft teilen. Durch die Kopien haben sie das Potenzial, später durch Verfahren des Tissue Engineerings komplette Gewebe und Organe zu ersetzen. Der Vorteil: Bei körpereigenem Gewebe sind die bei Transplantationen gefürchteten Immun- und Abstoßungsreaktionen nicht zu erwarten.

iPS-Zellen kommen beispielsweise in der Erforschung von Parkinson zum Einsatz. Hier werden Nervenzellen der Erkrankten aus induzierten pluripotenten Stammzellen gezüchtet. Sie sind dann Grundlage für die Erforschung neuer Therapien und Medikamente. Dieser Ansatz eignet sich auch für andere degenerative Erkrankungen wie zum Beispiel Demenz, Amyothrophe Lateralsklerose (ALS) oder zur Behandlung von altersbedingter Erblindung (Makuladegeneration).

Welche Risiken bergen die induzierten pluripotenten Stammzellen?

Die Herstellung der induzierten pluripotenten Stammzellen ist sehr zeitaufwendig. Es kann mehrere Wochen bis Monate dauern, bis ausreichend Zellen für Versuche zur Verfügung stehen. Anfangs waren die induzierten pluripotenten Stammzellen anfällig für Mutationen, sodass ein erhöhtes Risiko der Tumorbildung bestand. Verbesserungen im Herstellungsverfahren konnten dieses Risiko reduzieren, indem bei der Erzeugung nicht mehr genetische Modifikationen vorgenommen werden, sondern die Reprogrammierung mithilfe von Proteinen und Chemikalien erfolgt. Experten sehen die IPS-Zellen, die heute mit modernen Verfahren hergestellt werden, im Hinblick auf das Mutations- und damit das Krebsrisiko als sicherer an als embryonale Stammzellen.

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