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Forschung. Adulte Stammzellen haben offenbar ein weit größeres Differenzierungspotential als bisher angenommen. Sie eignen sich daher weit besser für mögliche therapeutische Anwendungen als die embryonalen Stammzellen, deren Nutzung ethisch höchst umstritten ist.
In der Debatte um die medizinische Nutzung von Stammzellen geht es immer mehr um die Frage, ob man für mögliche therapeutische Anwendungen die umstrittenen sogenannten "embryonalen Stammzellen" oder die adulten Stammzellen benutzen soll, die in allen menschlichen Geweben vorkommen. Embryonale Stammzellen werden einem heranreifenden Embryo im Stadium der Blastozyste entnommen, wobei der Embryo selbst zerstört wird.
Stammzellen sind für die Medizin interessant, da sie das Potential besitzen, sich unter geeigneten Bedingungen in praktisch alle verschiedenen Zelltypen entwickeln zu können, und damit in der Lage wären, Gewebedefekte (Beispiel: zerstörte insulinproduzierende Zellen der Bauchspeicheldrüse) zu reparieren. Viele sogenannte degenerative Erkrankungen, gegen die bisher keine wirksame Therapie existiert, ließen sich dann lindern oder heilen.
Auffällig bei der Debatte ist, daß in vielen öffentlichen Äußerungen das Potential embryonaler Stammzellen im Vergleich zu den adulten Stammzellen einseitig überschätzt wird und gleichzeitig wichtige forschungsstrategische Fragen verschwiegen werden.
In dieser Frage spielt vor allem die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) eine dubiose Rolle, die offenbar durch die Hintertür die wissenschaftsethischen Grundmauern in Deutschland einreißen will. In einem in der Süddeutschen Zeitung vom 5. Juli erschienenen Artikel machen Regine Kollek (Nationaler Ethikrat) und Ingrid Schneider (Enquete-Kommission des Bundestages) einige der Gründe deutlich, warum die DFG von ihrer bisherigen strikten Ablehnung der Forschung mit embryonalen Stammzellen abrückt. "Wir stellen in Frage, ob es tatsächlich die ,Ethik des Heilens' ist, welche die Stammzellforschung vorantreibt, oder ob nicht vielmehr der Wettlauf um Patentrechte die Atemlosigkeit mit verursacht. Die damit zusammenhängenden patent-, vertrags- und persönlichkeitsrechtlichen Bedingungen des Stammzell-Imports müssen offengelegt und bei der gesellschaftlichen Bewertung berücksichtigt werden."
Als mögliche Quelle von Ersatzgewebe für die Humanmedizin waren bisher vor allem die embryonalen Stammzellen im Gespräch, deren Gewinnung aber höchst umstritten ist. Sie sind ein typisches Produkt der sogenannten "verbrauchenden Embryonenforschung", denn bei ihrer Entnahme aus einem durch künstliche Befruchtung im Reagenzglas erzeugten menschlichen Embryo wird dieser zerstört. Eine zweite Technik besteht darin, aus einer Fehlgeburt oder einer Abtreibung sogenannte primordiale Keimzellen (Vorläufer von Ei- und Samenzellen) zu isolieren, die sich dann im Labor ebenfalls zu Stammzellen weiterentwickeln lassen.
Eine dritte Technik ist das einfache Klonen. Im Prinzip wird dabei einer menschlichen Eizelle das Erbmaterial entnommen und statt dessen der Kern einer Körperzelle eingefügt. Durch einen kurzen elektrischen Impuls wird die Eizelle stimuliert, und diese entwickelt sich dann zur Blastozyste, der die Stammzellen entnommen werden können. Diese sind mit dem Spender des Körperzellkerns identisch. Diese Technik wird auch beschönigend "therapeutisches Klonen" genannt, denn auf die gleiche Art und Weise ließe sich natürlich auch ein ganzer Organismus herstellen, eine exakte Kopie des Spenders. Durch dieses dann "reproduktives Klonen" genannte Verfahren ist im übrigen das erste Klonschaf "Dolly" entstanden, und hier liegt auch die verbreitete Befürchtung, die gleichen gentechnischen Verfahren, die für Behandlungszwecke eingesetzt werden, könnten auch zur gezielten "Menschenzucht" dienen.
In vielen Darstellungen über die Forschung mit embryonalen Stammzellen wird so getan, als ob schon in Kürze damit schwerste Krankheiten wie Alzheimer oder sogar AIDS heilbar wären. Das ist reine Augenwischerei. Die Forschung befindet sich erst in der Anfangsphase, und niemand kann zum jetzigen Zeitpunkt voraussagen, ob erfolgreiche Therapien überhaupt möglich sind. Zwar ist im Tierversuch die Gewinnung embryonaler Stammzellen schon seit den 80er Jahren möglich, aber beim Menschen ist diese Technik erstmals im Herbst 1998 beschrieben worden. Sie befindet sich praktisch im Stadium der Grundlagenforschung, doch hat sie verständlicherweise sofort schwerste ethische Bedenken hervorgerufen, denen man nur dadurch zu begegnen versucht, daß man dem Embryo in dieser frühesten Lebensphase bis zur Einpflanzung in die Gebärmutter das Menschsein abspricht.
Es gibt aber noch weitere schwere Bedenken, was den therapeutischen Einsatz embryonaler Stammzellen angeht.
Es ist technisch überaus schwierig, im Labor die Differenzierung von Stammzellen zu den gewünschten Zielzellen mittels geeigneter Wachstumshormone und anderer äußerer Faktoren gezielt anzuregen. Dazu kommt der Umstand, daß man Stammzellen als solche nicht einfach für therapeutische Zwecke transplantieren kann; sie müssen zuvor im Reagenzglas dazu gebracht werden, klümpchenartige Zellverbände (sogenannte "Embryoidkörper") zu bilden. Mit menschlichen embryonalen Stammzellen scheint dieser Anreicherungsvorgang bisher nicht gelungen zu sein. Würde man embryonale Stammzellen direkt transplantieren, besteht die Gefahr unregulierten Wachstums und der Bildung von Teratoblastomen, einer aus den Keimblättern abgeleiteten Krebsgeschwulst. Dieses Problem wäre bei adulten Stammzellen wegen ihrer höheren Ausdifferenziertheit weniger groß.
Geklonte Tiere wie das Schaf "Dolly" sehen äußerlich zwar gesund aus, haben aber mit hoher Wahrscheinlichkeit zahlreiche genetische Defekte. Das gesamte Klonierungsverfahren ist zudem überaus ineffektiv. Die meisten geklonten Tiere gehen noch vor der Geburt ein, und von den Lebendgeburten überstehen nicht einmal die Hälfte die ersten drei Wochen. Im besten Fall ergibt sich ein "Erfolgsrate" des Klonierens von 3-4%. Einer der Gründe für diese hohe Ausfallrate wurde jetzt von dem deutschen Forscher Rudolf Jänisch am Institute for Biomedical Research (MIT) und seinem Kollegen Ryuzo Yanagimachi herausgefunden. Ihre Vorstellung ist, daß beim Klonen, d.h. dem Einfügen des Körperzellkerns in eine entkernte Eizelle, die Reprogrammierung der Gene nicht richtig abläuft, so daß nicht alle Gene, die in der frühen Phase der Embryonalentwicklung nötig sind, aktiviert werden. Wenn ein geklontes Tier überhaupt lebensfähig sei, habe wahrscheinlich jeder Klon subtile genetische Abnormalitäten, die häufig erst im späteren Lebensverlauf sichtbar würden.
Jänisch hatte seine Untersuchungen an Mäusen durchgeführt, die nicht mit einfachen Körperzellen, sondern mit embryonalen Stammzellen geklont wurden, welche hierbei bessere Resultate liefern. Doch zur Überraschung der Forscher stellte sich heraus, daß die Reprogrammierung des einfügten Erbguts selbst bei den Embryonalzellen alles andere als geregelt abläuft. Es gab keinen Klon, in dem ein gleiches Muster der Genaktiverung vorkam, und daran war nach Jänischs Überzeugung eindeutig die embryonale Stammzelle schuld.
Welche Konsequenzen sich daraus für die therapeutische Anwendung menschlicher embryonaler Stammzellen ergeben, die ja ebenfalls durch Klonen vermehrt werden, ist noch nicht absehbar. Daß hiermit ein sehr empfindlicher Nerv der embryonalen Stammzellforschung getroffen wurde, war der Washington Post vom 6. Juli zu entnehmen, die über die Hintergründe der Veröffentlichung von Jänischs Arbeit im Magazin Science (Bd. 293, 2001, S.95) berichtete. Dort hieß es, Jänisch habe in letzter Minute einen Satz herausgenommen, in dem auf mögliche abträgliche Folgen für den therapeutischen Einsatz embryonaler Stammzellen hingewiesen wurde. Jänisch habe später erklärt, er befürchte durchaus, daß die genetische Instabilität menschlicher embryonaler Stammzellen ein Problem darstelle. Eine Erwähnung dieses möglichen Problems in dem Artikel hätte aber von politischen Gruppierungen, die gegen dieser Art Forschung seien, zu übertriebenem Alarm mißbraucht werden können.
Bis vor wenigen Jahren dachte man, die einzigen Stammzellen, die im ausgewachsenen Körper vorkommen, seien die blutbildenden Zellen im Knochenmark. Inzwischen hat man Stammzellen aber auch im Muskel, im Gehirn, im Fettgewebe und in praktisch allen anderen Geweben gefunden. Auch ist aus Verpflanzungsexperimenten bei Tieren klar geworden, daß sich Stammzellen eines bestimmten Gewebes zu Zellen auch ganz anderer Art entwickeln können, so können z.B. Knochenmarkstammzellen zu Hirnzellen, aber auch zu Leberzellen heranwachsen.
Adulte Stammzellen besitzen offenbar ein universelles Teilungsprogramm, das allen unterschiedlichen Gewebestammzellen gemein ist und sie untereinander austauschbar macht. Das hat Alexej Terskikh von der kalifornischen Stanford University School of Medicine herausgefunden. Ihm gelang der Nachweis, daß adulte Stammzellen des blutbildenden Gewebes und des Gehirns dieselben Gene aktivieren, um ihren Status als Stammzellen zu erhalten.
Im Mai diesen Jahres war über ein weiteres spektakuläres Experiment berichtet worden, das Forscher an der Universität Yale an Mäusen durchgeführt hatten. Dabei hatten die Forscher Stammzellen aus dem Knochenmark männlicher Mäusen gewonnen und in weibliche Tiere injiziert, deren eigenes Knochenmark zuvor durch radioaktive Bestrahlung zerstört worden war. Elf Monate später fanden sich die männlichen Stammzellen (identifizierbar am männlichen Y-Chromosom) nicht nur im Knochenmark der Weibchen, sondern auch im Blut, in Darm-, Lunge. und Hautgewebe.
Wenn diese Beobachtungen richtig sind und von anderen Arbeitsgruppen bestätigt werden, sollte die Wissenschaft sich schwerpunktmäßig auf die Erforschung adulter Stammzellen konzentrieren, und ein weitgehender Verzicht auf embryonale Stammzellen sollte möglich sein.
Sicher müssen dabei noch erhebliche technische Probleme überwunden werden, denn adulte Stammzellen sind relativ selten, mit bisherigen Techniken schwer zu finden und auch außerhalb des Körpers nicht sehr leicht zu vermehren. Es ist jetzt die Aufgabe, die genauen Umstände herauszubekommen, unter denen sich die Differenzierung der Stammzellen vollzieht und wie diese im Detail abläuft. Im übrigen dürfen aber über die Forschung an den Stammzellen nicht andere, möglicherweise genauso vielversprechende Forschungsansätze in der Medizin vergessen werden.
Dr. med. Wolfgang Lillge
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