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Wissen & Umwelt

Alleskönner Stammzelle

Die embryonale Stammzelle hat enormes Potential. Sie kann sich unendlich teilen und in jede Art von Körperzelle entwickeln. Mit ihrer Hilfe will man Wirkstoffe gegen bislang unheilbare Krankheiten finden.

Seit der US-Wissenschaftler James Thomson 1998 die ersten menschlichen embryonalen Stammzellen isoliert hat, arbeiten Forscher daran. Genauso lange wird aber auch darüber diskutiert, ob diese Forschung ethisch verantwortbar ist und wann menschliches Leben beginnt. Denn humane embryonale Stammzellen werden gewonnen, indem ein menschlicher Embryo zerstört wird.

Solch ein Embryo hat noch keinen Kopf und keine Haare, keine Augen und Beine. Als Embryo bezeichnet man bereits das, was direkt nach der Verschmelzung von Eizelle und Spermium entsteht. Diese befruchtete Eizelle entwickelt sich innerhalb von fünf bis sechs Tagen zu einer Blastozyste, einem Keimbläschen, in dessen Innerem eine Masse aus embryonalen Stammzellen entsteht, die sich noch zu jeder Zellart des menschlichen Körpers entwickeln können. Diese verheißungsvolle Pluripotenz haben embryonale Stammzellen aber nur bis zu 14 Tage nach der Verschmelzung von Eizelle und Spermium, danach differenzieren sie sich bereits in verschiedene embryonale Zellen aus. Zerstört man die Blastozyste aber vorher, entnimmt die Stammzellen und kultiviert sie in einer Petrischale mit einer Nährlösung, behalten sie ihre Pluripotenz. Man kann sie dann unendlich teilen und in gewünschte Zellen ausdifferenzieren.

Der Embryo beschäftigt die Richter

Die Meinungen dazu, wann menschliches Leben beginnt und wie schutzwürdig ein Embryo ist, sind komplex und gehen weit auseinander. Ein zentrales Argument der Befürworter der Stammzellforschung ist, dass humane embryonale Stammzellen in der Regel aus Embryonen gewonnen werden, die bei der künstlichen Befruchtung übrig geblieben sind und entsorgt werden würden, wenn die Forscher sie nicht bekämen. Außerdem sei ein Embryo ohne eine Gebärmutter, in die er sich letztlich einnisten kann, nicht überlebensfähig. In den Augen vieler ihrer Gegner entsteht menschliches Leben dagegen bereits mit der Verschmelzung von Spermium und Eizelle. Außerdem befürchten sie, dass die Verwendung überzähliger Embryonen aus künstlicher Befruchtung dazu führt, dass Embryonen nur zu Forschungszwecken hergestellt und zerstört werden. In den USA ist das zum Beispiel erlaubt.

Mit Genen Zellen zu Alleskönnern machen

Es gibt allerdings auch Stammzellen, die weniger umstritten sind, als die humanen embryonalen. Unter anderem die adulten Stammzellen, die im Körper eines erwachsenen Menschen, in vielen seiner Gewebe, ein Leben lang existieren, unter anderem in der Haut, den Muskeln, dem Nervengewebe und den Knochen. Diese Zellen entwickeln sich immer in das Gewebe, das für eine Regeneration oder Reparatur, zum Beispiel der Haut, gerade benötigt wird und halten damit Gewebe und Organe funktionsfähig. Diese adulten Stammzellen können allerdings nicht im gleichen Maße vermehrt werden wie embryonale Stammzellen und sie haben ein eingeschränktes Differenzierungspotential. So können sich neurale Stammzellen zwar in verschiedene Arten von Nervenzellen entwickeln, aber nicht in Leber- oder Herzmuskelzellen. Dennoch gibt es bereits eine Reihe therapeutischer Verfahren mit adulten Stammzellen, zum Beispiel für die Regeneration von Haut nach Verbrennungen.

Auch die induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-zellen) sind ethisch völlig unbedenklich, weil zu ihrer Herstellung keine Embryonen zerstört werden müssen. IPS-Zellen sind ganz normale Körperzellen eines erwachsenen Menschen, die mit Hilfe von vier Genen in eine Art embryonalen Zustand zurück versetzt worden sind. Dem Japaner S'hinya Yamanaka gelang das 2006 zum ersten Mal. Dafür wird ihm nun der Nobelpreis für Medizin und Physiologie verliehen. Die iPS-Zellen lassen sich genau wie die embryonalen Stammzellen im Labor kultivieren, vermehren und in verschiedene Zellen ausdifferenzieren. Man kann sie für die Zelltherapie einsetzen oder Medikamente an ihnen testen. Allerdings kommt es häufig später zu Mutationen, das Risiko einer Tumorbildung ist noch immer groß und schwer kontrollierbar.

Hoffnung auf Therapien und Wirkstoffentwicklung

Trotzdem sind die iPS-Zellen für Forscher attraktiv. Denn wenn man einem Parkinson-Kranken Hautzellen entnimmt, diese reprogrammiert, vermehrt und dann in Gehirnzellen ausdifferenziert, haben diese Gehirnzellen immer noch die Krankheit in sich. Mann kann an ihnen den Verlauf der Parkinson-Erkrankung im Labor untersuchen oder Medikamente direkt an diesen kranken Zellen testen. Mit Hilfe der iPS-Zellen könnte man also eventuell eines Tages Wirkstoffe entwickeln, die degenerative Erkrankungen in einem Frühstadium zum Stillstand bringen, so dass man irgendwann gar nicht mehr über einen Zellersatz nachdenken muss.

Stammzellforscher sind sich weitgehend einig, dass man dennoch auch in Zukunft nicht auf die embryonalen Stammzellen verzichten kann. Nur an ihnen könne man wirklich die Mechanismen untersuchen, nach denen sich humane Zellen differenzieren und vermehren, was wiederum die Basis und ein Kontrollinstrument für andere Stammzelltherapien sei.