BIOTECHNIK Zelluhr zurückgedreht
Die Sache war noch gar nicht heraus, da nahm der britische Embryologe Ian Wilmut ihre Auswirkung bereits vorweg: Das Klonen menschlicher Zellen sei die Mühe nicht mehr wert; er gebe es auf.
Nicht Gewissensbisse haben Wilmut, dessen Team einst mit dem Schaf Dolly das erste Säugetier der Welt klonte, das Hantieren mit Eizellen und Embryonen verleidet. Vielmehr hat der bärtige Gelehrte, 63, in letzter Zeit viel über ein Verfahren aus dem Fernen Osten gegrübelt, das ihm einfach besser erschien. »Obwohl es erst für die Maus beschrieben ist«, befand Wilmut schließlich Mitte November, »haben wir uns entschieden, den Ansatz aus Japan zu übernehmen.«
Wenige Tage später konnte Wilmut der Zeitschrift »Cell« entnehmen, dass er den richtigen Riecher hatte. In einem zwölf Seiten langen Artikel beschreiben Shinya Yamanaka von der Universität Kyoto und seine Kollegen, dass ihr Trick auch an den Zellen des Menschen funktioniert.
Die Japaner haben jene Großtat vollbracht, von der Ian Wilmut und andere Forscher, aber auch Patienten bisher vergebens geträumt haben. Sie haben Hautzellen einer Frau in Zellen umprogrammiert, die sich nahezu wie embryonale Stammzellen (ES-Zellen) verhalten.
Diese Alleskönner können sich in mehr als 200 verschiedene Zelltypen verwandeln und gelten als Wunderessenz einer zukünftigen Medizin. Eingespritzt in den Körper, sollen sie dereinst kränkelnde Herzen stärken, verkümmernde Gehirne aufmöbeln und in zuckerkranken Patienten die Insulinherstellung übernehmen.
Der begehrte Rohstoff ließ sich bisher jedoch nur gewinnen, indem man einen vier bis fünf Tage alten Embryo zerstörte, um einige seiner Zellen in eine Kulturschale zu übertragen.
Doch jetzt präsentieren die Japaner eine Methode, die in ethischer Hinsicht unbedenklich erscheint und technisch gesehen in jedem einigermaßen ausgestatteten Labor durchzuführen ist. Sie züchteten die Hautzellen aus dem Gesicht einer 36 Jahre alten Frau in einer Schale und gaben dann vier bestimmte Proteine hinzu.
Ungefähr nach 25 Tagen, so notierten die Forscher in ihren Laborkladden, waren einige Kolonien herangewachsen, die wie embryonale Stammzellen aussahen. Weitere Experimente bestätigten die Hoffnung. Die besagten Zellhaufen ließen sich in Gehirn-, Muskel-, Knorpel- und Herzzellen umzüchten.
»Es ist erstaunlich«, freut sich der sonst so zurückhaltende Yamanaka, 45: »Diese Zellen waren vor nur zwei bis drei Wochen Hautzellen - und jetzt sind sie schlagende Herzzellen.«
Theoretisch wie praktisch könnte es der Beginn einer neuartigen Therapie sein: Die Ärzte entnehmen dem Patienten einige Hautzellen, verjüngen sie und lassen sie dann zum gewünschten Zelltyp reifen, der schließlich in den kranken Körper verpflanzt wird. Die aus Kyoto bekanntgewordenen Experimente seien eine »bahnbrechende Arbeit«, lobt Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster und spricht von einer »Umwälzung« in der Stammzellforschung.
Die japanischen Forscher sind nicht die einzigen, denen in diesen Tagen die Bewunderung der Kollegen zuteilwird.
James Thomson und seinen Mitstreitern von der University of Wisconsin in Madison ist eine ganz ähnliche Umprogrammierung gelungen, wie sie in der Online-Ausgabe von »Science« mitteilen. Ebenfalls durch Zugabe von nur vier Proteinen haben sie Zellen aus der Vorhaut eines Jungen verjüngt. Die entstandenen Zellen, sagt Thomson, 48, »machen die ganzen Sachen, die auch embryonale Stammzellen tun«.
Die Ergebnisse in Kyoto und in Madison erscheinen als Bestätigung für den mächtigsten Gegner der Embryonenforschung. Der amerikanische Präsident George W. Bush hatte 2001 deren Förderung mit staatlichen Mitteln untersagt und seither bockig auf seiner Position beharrt: Stammzellen ließen sich bestimmt auch herstellen, ohne dass dabei menschliche Keime zerstört werden.
In den vergangenen Monaten hat Präsident Bush sich über den Fortgang der Experimente in Madison persönlich unterrichten lassen - und möchte sich nun als treibende Kraft hinter dem Erfolg präsentieren. Indem er stets alternative Ansätze unterstütze, so ließ er seine Sprecherin Dana Perino vergangene Woche verlautbaren, »stärkt Präsident Bush wissenschaftlichen
Fortschritt innerhalb ethischer Grenzen«.
Während Bush und andere Kritiker frohlocken, dämmert den ersten Forschern: Sie haben womöglich aufs falsche Pferd gesetzt. »Es gab da ein Vorurteil gegen die Vorstellung, man könne eine ausgereifte Zelle in einen embryoähnlichen Zustand zurückversetzen; jetzt hat es sich als falsch erwiesen«, räumt etwa Douglas Melton vom Harvard Stem Cell Institute ein.
Wie Melton haben die meisten Wissenschaftler die Stammzellenherstellung aus Embryonen bis jetzt für den besten Weg zu neuen Therapien gehalten. Seit es dem Biologen Thomson 1998 erstmals gelungen war, menschliche ES-Zellen dauerhaft in der Kulturschale zu vermehren, wurde Institut um Institut gegründet und eine Gesamtsumme in Milliardenhöhe investiert. Hilfe für Patienten ist noch nicht herausgekommen - dafür aber brach einer der heftigsten Konflikte der Wissenschaftsgeschichte aus.
Zunächst entzündete sich der Streit an der Frage, ob menschliche Embryonen, etwa die bei der künstlichen Befruchtung anfallenden, überhaupt zu Forschungszwecken zerstört werden dürfen. In Großbritannien ist das erlaubt, in Deutschland jedoch nach dem Embryonenschutzgesetz verboten. Einem Kompromiss zufolge dürfen in Deutschland nur solche ES-Zellen benutzt werden, die bis Ende 2001 hergestellt wurden. Allerdings sind diese alten Zellkulturen für die heutige Forschung kaum brauchbar.
Als der Vorschlag kam, sich die benötigten ES-Zellen einfach zu klonen, wurde der Protest noch lauter. Bei der Methode wird eine Körperzelle in eine entkernte Eizelle gesteckt. Aus dem entstehenden Embryo holen die Forscher dann die ES-Zellen heraus ("therapeutisches Klonen").
Obwohl diese Technik mit menschlichen Zellen bis heute überhaupt noch nicht funktioniert hat, sorgt die Klon-Initiative mächtig für Ärger. Zum einen bietet sie publicitysüchtigen Doktoren vom Schlage des italienischen Frauenarztes Severino Antinori eine Bühne für ihre Ankündigung, komplette Menschen klonen zu wollen. Zum anderen hat der Skandal um den südkoreanischen Klonfälscher Hwang Woo Suk die Zunft in Misskredit gebracht.
Selbst seriösen Institutionen fällt es mittlerweile schwer, die Öffentlichkeit von
ihren wohlmeinenden Absichten zu überzeugen. Zwar haben sich Forscher der Harvard University bereits im Juni 2006 vorgenommen, die ersten humanen ES-Zellen der Welt zu klonen. Bisher sind sie ihrem Ziel jedoch kaum näher gekommen. Obwohl sie in Boston eine große Werbekampagne starteten, hat sich in der ganzen Stadt bisher noch keine einzige Frau auftreiben lassen, welche die für die Klonversuche benötigten Eizellen spenden würde.
Shinya Yamanaka schlug in der alten Kaiserstadt Kyoto schon früh einen ethisch unbedenklichen Weg ein. In fünf Jahre währender Kleinarbeit ermittelte er 24 Proteine, die spezifisch in ES-Zellen der Maus aktiv sind. Durch ein Ausleseverfahren konnten Yamanaka und seine Kollegen am Ende vier Proteine dingfest machen, die offenbar ausreichen, eine Zelle im embryonalen Zustand zu halten (siehe Grafik Seite 158).
Als die Forscher diese Proteine sodann in Schwanzzellen von Mäusen einbrachten, wirkten die auf eine noch nicht verstandene Weise auf das Erbgut ein - und drehten die biologische Uhr zurück. Für die entstandenen Zellen hat Yamanaka die Bezeichnung »induzierte pluripotente Stammzellen« (iPS-Zellen) vorgeschlagen.
Jetzt, da diese Jungbrunnenbehandlung auch mit Zellen des Menschen geglückt ist, deutet vieles darauf hin, dass sich Forscher in aller Welt auf das neue Gebiet stürzen werden. »Wenn man Stammzellen herstellen kann, ohne einen Embryo zu verbrauchen«, sagt der Bochumer Stammzellforscher Andreas Faissner, 53, »dann könnte es leichter sein, Unterstützung und Geld für die Forschung zu bekommen.«
In den USA zeichnet sich das bereits ab: Der Chef der Forschungsbehörde NIH hat die iPS-Zellen für unbedenklich erklärt. Jedes Jahr stehen demnach bis zu 560 Millionen Dollar für deren Erforschung bereit.
Die Aufbruchstimmung darf den Experten zufolge jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass es bis zu einer möglichen klinischen Anwendung noch gewaltige Hürden zu überwinden gilt. So ist noch gar nicht geklärt, ob iPS-Zellen tatsächlich dasselbe Potential haben wie ES-Zellen.
Überdies gelten die iPS-Zellen aus Kyoto und Madison als krebsauslösend. Die Verjüngungsgene sind nämlich jeweils mit Viren in die Zellen geschleust worden. Das bürgt zwar für gute Laborresultate, hat jedoch einen unerwünschten Nebeneffekt: Die Viren lagern sich wahllos in das Erbgut der Zellen ein und können diese in Tumore verwandeln.
Aus diesem Grund suchen viele Forscher jetzt nach einer unbedenklichen Methode, die biologische Uhr in den Zellen rückwärts laufen zu lassen. Beispielsweise könnten sie versuchen, die vier Proteine in Mikroben herzustellen und dann wie einen Dünger auf die Zellen zu schütten.
Ob Yamanaka den Nobelpreis erhalten wird, wie es Ian Wilmut prophezeit hat, steht noch dahin. Sicher ist jedoch, dass Ex-Kloner Wilmut nicht als Einziger früh auf den emsigen Japaner aufmerksam geworden ist.
Juroren des Deutschen Krebsforschungszentrums hatten schon im Sommer entschieden, dem Mann den diesjährigen Meyenburg-Preis zu verleihen, der mit 50 000 Euro dotiert ist. Der jetzt im Rampenlicht stehende Arzt soll die Auszeichnung am heutigen Montag in Heidelberg entgegennehmen. JÖRG BLECH