Genetische Klone

Ist reprogrammierte Totipotenz ein Einfallstor für das menschliche Ersatzteillager „genetischer Klon“?

Als der japanische Stammzellenforscher Shin’ya Yamanaka die Möglichkeit der Erzeugung von induzierten pluripotenten Stammzellen entdeckte, war dies ein Quantensprung für die Stammzellenforschung. Die Erkenntnis, dass vier genetische Faktoren aus ganz gewöhnlichen adulten Körperzellen pluripotente Stammzellen mit einem großen Differenzierungspotential machen, stieß für die Stammzellentherapie die Tür auf in ein neues Zeitalter. Jetzt scheint sogar eine einfache Manipulation auszureichen, um totipotente Stammzellen zu erhalten. Forscher konnten bei Mäusen durch das Ausschalten eines einzigen Faktors Stammzellen erzeugen, die enorme Ähnlichkeiten zu einer befruchteten Eizelle aufweisen. Erweist sich dieses Verfahren auch beim Menschen als „machbar“, wäre die Erzeugung von humanen genetischen Klonen in greifbare Nähe gerückt.

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Für manche Patienten vielleicht ein Traum: Der menschliche Klon als Ersatzteillager für kaputte Organe und Gewebe. Für viele Wissenschaftler, Theologen und Ethiker dagegen ein Albtraum. Die Büchse der Pandora könnten mit der Erschaffung von induzierten totipotenten Stammzellen ein Stück weiter geöffnet worden sein.

 

Keep it simpel – das Geheimnis für die Wissensexplosion in der Wissenschaft?

Selbst in der Wissenschaft gilt: Einfach ist vielfach besser, denn die Forschung kommt nur schleppend voran, wenn Methoden zu kompliziert sind und deswegen nur von ganz wenigen Spezialisten auf dem Erdball beherrscht werden. Gelingt es, die Methoden zu vereinfachen, kann häufig ein Phänomen beobachtet werden: Das Wissen scheint förmlich zu explodieren. Jüngste Beispiele hierfür sind die Genschere CRISPR oder die IPS-Zellen. Jetzt vermelden Forscher einen neuen Durchbruch: Totipotente Stammzellen. Sie haben das unbeschränkte Entwicklungspotential der Zygote, der befruchteten Eizelle. Sie stehen daher ganz am Anfang der Embryogenese. Totipotente Stammzellen weisen Eigenschaften auf, die alle späteren Stammzellenarten verloren haben. Sie können sich nicht nur in alle menschlichen Gewebe ausdifferenzieren, totipotente Stammzellen können auch extraembryonales Gewebe wie die Plazenta und die Fruchthülle hervorbringen. Pluripotente Stammzellen vermögen dies nicht mehr. Somit kann sich aus ihnen nicht mehr eigenständig im Mutterleib ein vollständiger Mensch entwickeln.

 

Einfache und effiziente Reprogrammierung

Im Labor gelingt die Erzeugung totipotenter Stammzellen seit den 1990er Jahren. Das Klonschaf Dolly war dafür der lebende Beweis. Es entstand durch einen somatischen Kerntransfer. Bei diesem Verfahren wird der Kern einer gewöhnlichen Körperzelle in eine entkernte Eizelle transferiert und durch elektrische und chemische Signale zur Zellteilung angeregt. Bei Dolly ging ein Aufschrei nicht nur durch die Wissenschaftsgemeinde, sondern durch die ganze Gesellschaft – allen voran in Politik, Ethik und der Theologie. Befürchtet wurde, dass das Klonen des Menschen in greifbare Nähe gerückt sei. Die Einschätzung war durchaus realistisch, denn es gab ernsthafte Bemühungen, die Technik zur Klonierung des Menschen zu entwickeln. Doch bislang scheiterten alle Anläufe. Experten sehen als Grund, dass nur ganz wenige Experten weltweit die bislang hohen technischen Hürden meistern könnten.

Dies könnte sich nun bald ändern, denn ein Forscherteam aus Berkeley (Kalifornien/USA) stellte nun im Wissenschaftsjournal „Science“ eine Methode vor, die die Reprogrammierung von normalen Körperzellen zu totipotenten Stammzellen radikal vereinfacht.

 

Ausschaltung eines Moleküls könnte zu quasi-totipotenten Stammzellen führen

Um an totipotente Stammzellen heranzukommen, genügt es offensichtlich, ein regulatorisches RNA-Molekül auszuschalten. Das besagte Molekül heißt miRNA34a. Es steuert die Aktivität diverser Gene. Fehlt dieses Molekül, wird eine Kaskade von Signalprozessen ausgelöst. Diese Kaskade erweitert das Potenzial der Zellen erheblich. Nach Ausschalten von miRNA34a waren bei Mäusen pluripotente Stammzellen auch in der Lage, sich in Gewebezellen der Plazenta zu entwickeln. Die von den Wissenschaftlern beschriebene Methode scheint nicht nur einfach zu sein, sondern auch eine Effizienz zu haben, die zuvor noch nicht erreicht werden konnte: Bei rund 20 Prozent der behandelten Stammzellen war die Reprogrammierung erfolgreich.

Allerdings müssen die Forscher aus Berkeley zugeben, dass der endgültige Totipotenz-Nachweis noch nicht erfolgt ist. Hierfür müsste sich eine lebensfähige Maus aus einer einzelnen reprogrammierten Zelle entwickeln. Während ihrer Untersuchungen gaben sich die Forscher allerdings damit zufrieden, dass reprogrammierte Zellen in normale Embryonen gespritzt wurden. Die Wissenschaftler beobachteten dort die weitere Entwicklung. Diesem Manko an ihrer Studie sind sich die Forscher durchaus bewusst. Sie selbst sprechen daher auch nicht von Totipotenz, sondern allenfalls von totipotent-ähnlichen Zellen.

 

Offene Fragen bleiben – Wissenschaftsgemeinde nach dem STAP-Stammzellen-Skandal vorsichtig

Nach dem Skandal um die STAP-Stammzellen von Haruko Obokata nimmt die Wissenschaftsgemeinde die Meldung zunächst verhalten auf. Erst müssen unabhängige Forscher die Ergebnisse wiederholen. Und selbst wenn dies gelingt, sind viele Fragen ungeklärt und damit offen. Wäre das Tier lebensfähig und gesund? Was passiert wirklich beim Ausschalten von miRNA34a? Handelt es dabei um eine Veränderung des kompletten Erbgutes? Und die Frage aller Fragen: Wäre das Verfahren auch beim Menschen anwendbar?

Die Beantwortung dieser Fragen ist die Aufgabe der Grundlagenforschung. Die Zukunft wird zeigen, ob von der Entdeckung auch die Medizin und damit die Anwendung am Patienten profitieren kann. Heute schon können Wissenschaftler pluripotente Stammzellen zu fast allen therapeutisch interessanten Gewebe wie Herzmuskelzellen, Leberzellen oder Nervenzellen umwandeln. Ob die Option, Plazentagewebe zu züchten, einen so großen Mehrwert bietet, ist daher fraglich.

 

Diskussion um das Klonen von Menschen könnte Fahrt aufnehmen

Ganz sicher war es nicht Absicht der Wissenschaftler, das Thema „Klonen des Menschen“ wieder auf die Tagesordnung der öffentlichen Diskussion zu setzen. Doch die Box der Pandora könnte ein ganzes Stück weiter geöffnet worden sein. Bereits Dolly hatte 1996 großen Enthusiasmus ausgelöst, in dessen Folge einige Skandale die Wissenschaftswelt erschütterten. Beispielsweise behauptet 2002 der italienische Arzt Severino Antinori, in seiner Fortpflanzungsklinik erblickten bald drei Klonbabys das Licht der Welt. Doch offensichtlich wollte er wohl nur die Bekanntheit seines Instituts steigern. Die Rael-Sekte hatte extra eine Firma namens Clonaid gegründete. Fast zeitgleich mit Antinori meldete die Organisation ebenfalls, die Geburt eines geklonten Menschen stünde kurz bevor. Zum Glück bewahrheiteten sich diese Ankündigungen allesamt nicht.

Demnächst jedoch könnte ein neuer Anlauf auf die Bastion „Klonierung des Menschen“ gestartet werden. Es stünden nun wesentlich ausgefeiltere Techniken zur Verfügung. Bereits aus kleinsten Gewebemengen lassen sich mit dem Verfahren zur Herstellung von induzierten pluripotenten Stammzellen Alleskönnerzellen erzeugen. Und selbst wenn der Spender nicht perfekt ist, ließe sich mittels CRISPR das Erbgut beinahe nach Belieben optimieren. Sind dann auch noch totipotente Stammzellen mit im Spiel, wären den Möglichkeiten fast keine Grenzen gesetzt. Frankensteins Horrokabinett lässt grüßen. Man wird gespannt sein dürfen, wer zuerst der Versuchung erliegt: dubiose Ärzte, obskure Sekten oder überehrgeizige Wissenschaftler.

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