In Zellkultur lassen sich adulte Stammzellen (beispielsweise aus Nabelschnurblut) so umwandeln, dass sie in ihren Eigenschaften dem embryonalen Pendant sehr ähneln. Sie werden dann induzierte pluripotente Stammzellen genannt. Aufgrund ihres hohen Differenzierungspotenzials sind sie ideale Objekte für die Forschung. Prof. Dr. Anna M. Wobus erklärt im Interview, warum Stammzellen so außergewöhnlich sind.

Was fasziniert Sie persönlich an Stammzellen?
Mich faszinieren seit fast 30 Jahren die außergewöhnlichen Eigenschaften von Stammzellen, ihre Vermehrungsfähigkeit und ihre hohe Entwicklungsfähigkeit.

Wie unterscheiden Sie adulte von embryonalen Stammzellen?
Embryonale Stamm(ES)-Zellen zeichnen sich in besonderem Maße durch ihre große Proliferations- und Differenzierungsfähigkeit in vitro aus. Man kann sozusagen aus einer kleinen Anzahl von ES-Zellen immer wieder einen Pool an regenerationsfähigen pluripotenten Stammzellen generieren. Daneben ist auch ihre Entwicklungsfähigkeit (Plastizität) nahezu unbegrenzt, sie können in vitro und in vivo in zahlreiche somatische Zellen und in Keimzellen differenzieren. Die Etablierung humaner ES-Zellen geht derzeit (noch) von einem frühen Embryo aus, der nach in vitro-Fertilisation gewonnen wurde. Dies stellt aus ethischer Sicht ein Problem dar. Adulte Stammzellen haben ein eingeschränkteres Vermehrungs- und Entwicklungspotenzial, sie sind weniger plastisch in ihrer Differenzierungsfähigkeit in vitro. Sie können sich in der Regel nur in die Zellderivate ihrer eigenen Linie entwickeln und sie sind multipotent. Durch epigenetische Modifikation kann das Entwicklungspotenzial (die Plastizität) adulter Stammzellen erhöht werden. Ein großes Problem ist jedoch nach wie vor ihre ungenügende Vermehrbarkeit in vitro, so dass man derzeit viele adulte Stammzellen in Zellkultur nicht ausreichend vermehren kann. Ein Vorteil ist jedoch ihre Herkunft, die Gewinnung aus dem erwachsenen Organismus, welches aus ethischer Sicht kein Problem darstellt und welches dazu führt, dass die Transplantation im individuellen Patienten nicht zu Abstoßungsreaktionen führt. Jüngste Arbeiten zeigen nun, dass man adulte Stammzellen nach retroviraler Infektion mit Pluripotenzgenen wieder in ein pluripotentes Stadium zurückführen kann, in sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Obwohl das Verfahren derzeit (wegen der retroviralen Infektion und potenziellen Tumorinduktion) medizinisch noch nicht einsetzbar ist, könnte in der Zukunft diese Technik zur Herstellung von Patienten- und Krankheits-spezifischen pluripotenten Zell-Linien des Menschen dienen. Die iPS-Zellen haben sehr ähnliche Eigenschaften wie humane ES-Zellen. ES-Zellen sind sozusagen der “Goldstandard” für die hochaktuellen Reprogrammierungsversuche von adulten Körperzellen in iPS-Zellen.

Sie haben sich viele Jahre mit embryonalen Stammzellen von Mäusen beschäftigt. Was sind Ihre wichtigsten Erkenntnisse daraus? Wie können sie auf den Menschen übertragen werden?
Das wohl beeindruckendste Merkmal von ES-Zellen ist sicher ihre Differenzierungsfähigkeit in vitro. Hier haben wir in den vergangenen Jahren Modellsysteme für die Differenzierung zahlreicher Zelltypen entwickelt, zum Beispiel zur Entwicklung von Herzzellen, Skelettmuskelzellen, glatten Gefäßmuskelzellen, Nervenzellen, Epithelzellen, hepatischen und pankreatischen Zellen. Diese Differenzierungssysteme wurden dann an humanen ES-Zellen eingesetzt, das heißt, sowohl die Differenzierungsverfahren als auch die dabei verwendeten Faktoren, Medien und Nachweistechniken wurden vom Maussystem auf das humane ES-Zell-System übertragen. Natürlich zeigen humane ES-Zellen auch spezifische Besonderheiten, in denen sie sich von Maus-ES-Zellen unterscheiden, sie haben zum Beispiel andere Oberflächenmarker und benötigen teilweise andere Wachstumsfaktoren.

Sie befürworten die kontrollierte Forschung mit embryonalen Stammzellen vom Menschen. Warum?
Die Stammzellforschung und insbesondere auch die Forschung an humanen ES-Zellen ist heute bereits den modernen Hochtechnologien der biowissenschaftlichen Forschung zuzurechnen. Forschung an humanen ES-Zellen wird Erkenntnisse über Zellregeneration und Zellersatz erbringen. Wissen, das für die regenerative Medizin unbedingt notwendig ist, aber auch die Tumor- und Alternsforschung befruchten.

Was halten Sie persönlich von der Einlagerung von Nabelschnurblut?
Die Langzeitaufbewahrung von Nabelschnurblut ist grundsätzlich zu begrüßen. Denn bei Stammzellen aus dem Nabelschnurblut handelt es sich um Stammzellen mit einer relativ hohen Plastizität im Vergleich zu anderen adulten Stammzellquellen. Die Stammzellen können leicht isoliert und rein gewonnen werden. Sowohl die allgemeine Einlagerung in öffentliche Stammzellbanken als auch die individualisierte Einlagerung von Nabelschnurblut sind deshalb zu begrüßen. Für welche Form der Einlagerung man sich persönlich entscheidet, ist letztlich eine Frage der verfügbaren finanziellen Mittel und ist aus meiner Sicht vergleichbar mit einer Art “Versicherung” (wobei man hofft, diese Versicherung einmal nicht in Anspruch nehmen zu müssen).
Insbesondere die aktuellen Reprogrammierungs-Experimente mit adulten Vorläuferzellen in “induzierte pluripotente Stammzellen” (iPS-Zellen) können auch für Nabelschnurblutzellen langfristig die Möglichkeit schaffen, individualisierte pluripotente Stammzellen zu generieren, die dann für eine individuelle Therapie einsetzbar wären. Allerdings ist dafür noch ein erheblicher Forschungsaufwand erforderlich.

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