Im Labor gelingen mit Stammzellen schon aufregende Heilungsversuche. Sind die neuen Therapien damit schon klinikreif? Manche Forscher meinen ja, andere warnen.<\/p>\n
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Einmal mehr ist die Stammzellforschung an einem kritischen Punkt angekommen. Und die Frage lautet wieder: Wer wagt es? Anders allerdings als vor Jahren, als es um fundamentale bioethische Fragen ging und darum, ob die sich unbegrenzt selbst erneuernden und wandelbaren Stammzellen, die man aus hundert Zellen gro\u00dfen Blastocysten aus der In-vitro-Befruchtung gewonnen hatte, als Rohmaterial f\u00fcr die Gewebe- und Organersatzforschung geopfert werden d\u00fcrften, ist man mittlerweile bei der Frage angekommen: Wen wollen wir zuerst versuchsweise behandeln mit den neuen hochpotenten Zellen?<\/p>\n
Auf breiter Front dr\u00e4ngt die Stammzellforschung nach teils spektakul\u00e4ren Testergebnissen in den Tierexperimenten mit immer neuen Zelltypen in die Klinik. Der Wettbewerbsdruck ist enorm gewachsen. Vor allem, seitdem es vor f\u00fcnf Jahren dem Japaner Shniya Yamanaka gelungen war, aus gew\u00f6hnlichen Hautzellen durch minimale Ver\u00e4nderungen im Genom Stammzellen mit embryonalen Eigenschaften herzustellen – sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) – und diese Technik auch noch in k\u00fcrzester Zeit enorm vereinfacht werden konnte, herrscht in den Laboren weltweit Aufbruchstimmung. Die Ver\u00f6ffentlichungen \u00fcber neue Reprogrammierungs- und Transplantationserfolge bei Tieren jagen sich f\u00f6rmlich. Allen Beteiligten scheint, so lassen sich die Begleitkommentare deuten, eines klar: Eine Bruchlandung in den Tests mit Patienten, Todesopfer wom\u00f6glich oder b\u00f6sartige Entartungen wie bei den ersten gro\u00dfen Gentherapieversuchen k\u00f6nnte das Vertrauen nachhaltig beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n
Andererseits – was sagt man verzweifelten Patienten, die von den Stammzelltherapien erwarten, was ihnen keine konventionelle Behandlung je m\u00f6glich machen k\u00f6nnte? Taube Menschen etwa, die ihr Geh\u00f6r wegen einer zerst\u00f6rten Nervenverbindung vom Innenohr zum Gehirn verloren haben. In der Zeitschrift \u201eNature\u201c (doi:10:1038\/nature11415) berichtete die britische Gruppe um Marcelo Rivolta von der University of Sheffield \u00fcber ihre erfolgreichen Experimente mit nahezu tauben W\u00fcstenrennm\u00e4usen: Gut einem Dutzend der Tiere, deren H\u00f6rnerv mit einer Chemikalie gezielt zerst\u00f6rt worden war, hat nach der Transplantation von Stammzellpr\u00e4paraten wieder deutlich besser h\u00f6ren k\u00f6nnen. Um knapp 46 Prozent verbesserte sich die H\u00f6rleistung im Mittel.<\/p>\n
Den Tieren waren ins Innenohr Zellen eingepflanzt worden, die aus menschlichen embryonalen Stammzellen erzeugt worden. Durch Zugabe zweier Fibroblasten-Wachstumsfaktoren – FGF3 und FGF10 – haben sich die Stammzellen in der Petrischale zu zwei unterschiedlichen Vorl\u00e4uferzellen weiterentwickelt: solche von epithelartigen Haarzellen, die im Innenohr die Sinneszellen bilden, sowie Nervenzellvorl\u00e4ufer, die peripher davon die Nervenleitbahnen zum Gehirn bilden. Letztere nutzen die Forscher f\u00fcr die Transplantation. Schon nach zehn Wochen war die gest\u00f6rte Nervenleitung vom Innenohr ins Gehirn zumindest teilweise wieder hergestellt. \u201eZusammen mit einem Cochlea-Implantat k\u00f6nnten unsere Zellen eine Zelltherapie f\u00fcr taube Menschen anbieten, f\u00fcr die es bisher keine Behandlungsm\u00f6glichkeit gibt\u201c, schreiben die Wissenschaftler am Ende ihrer Ver\u00f6ffentlichung – wohl wissend, dass messbare Effekte zwar vielversprechend sind, damit aber l\u00e4ngst noch nicht alle Fragen gekl\u00e4rt wurden, die vor klinischen Tests, beantwortet sein m\u00fcssen- und seien es kleine Patientenstudien zur Abkl\u00e4rung der Sicherheit eines Pr\u00e4parats. Die implantierten Zellen bildeten Nervenzellknoten, Reizweiterleitungen wurden eindeutig registriert. Doch m\u00fcsste man schon auch wissen, welchen Differenzierungsgrad sie erreicht und welche andere Nischen sie m\u00f6glicherweise eingenommen haben im Innenohr, um etwa m\u00f6gliche Nebenwirkungen oder die Lebensdauer der neuen Nerven einsch\u00e4tzen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
An der Beantwortung solcher Fragen kann sich das Wohl und Wehe der Stammzellpr\u00e4parate entscheiden. Das gilt erst recht f\u00fcr Experimente, wie sie Forscher um Mark Tuszyinski von der University of California in der Zeitschrift \u201eCell\u201c (Bd. 150, S. 1264) pr\u00e4sentiert haben. Sie haben sich vorgenommen, Querschnittgel\u00e4hmte zu heilen. Genau das allerdings haben viele, und keineswegs nur Stammzellforscher, vor ihnen versucht. Erfolgreich waren tats\u00e4chlich einige, wenn es um die Heilung von k\u00fcnstlich erzeugten Querschnittl\u00e4hmungen bei Nagetieren ging – klinische relevant waren allerdings die wenigsten Versuche, weil die Durchtrennung der Nerven bei Querschnittgel\u00e4hmten selten frisch genug war, um das Nachwachsen neuer Nervenverbindungen zu erm\u00f6glichen. Denn tats\u00e4chlich wird die Regeneration oder auch nur das Auswachsen der Nerven offenbar durch Stoffe gehemmt, die sich an der durchtrennten R\u00fcckenmarksstelle bilden.<\/p>\n
Tuzsynski und sein Team haben nun offenbar genau diese Hemmung mit einem speziellen Stammzelltransplantat in Nagetieren \u00fcberwunden: Zum ersten Mal hat man beobachtet, dass transplantierte Nervenstammzellen des Menschen so weit ausreiften, dass sich bis zu zweieinhalb Zentimeter lange Axon-Verbindungen zwischen den neuen Nervenzellen und dem R\u00fcckenmark des Versuchstieres ausbildeten. Offenbar entwickelte sich nach wenigen Wochen ein regelrechtes Netzwerk aus Tausenden von Nerven- und N\u00e4hrzellen, an dem elektrophysiologische Aktivit\u00e4t festgestellt und die L\u00e4hmung der Hinterbeine am Ende zumindest teilweise sogar aufgehoben werden konnte. Was genau die Hemmung des Nervenwachstums unterdr\u00fcckt hatte, ist damit allerdings noch unklar. Die Forscher haben ein Gel transplantiert, in dem nicht nur neuronale Stammzellen, sondern auch ein Cocktail von Wachstumsfaktoren enthalten war. Auffallend auch: Fast die H\u00e4lfte der Stammzellen reifte nach der \u00dcbertragung zu Gliazellen heran. Ob diese Zellen m\u00f6glicherweise bei der Regeneration der Nervenschaltkreise eine Rolle spielen, bleibt bis auf Weiteres ungekl\u00e4rt.<\/p>\n
Kaum weniger beeindruckend sind auf den ersten Blick die Versuche mit blinden M\u00e4usen, die Stephen Tsang und seine Kollegen von der Columbia University in New York vorgenommen haben. 34 Tieren wurden auf einer Seite Retina-Vorl\u00e4uferzellen eingepflanzt, die zuvor aus induzierten Stammzellen erzeugt worden waren. In den so behandelten Augen funktionierten die ausgereiften neuen Neztzhautzellen nicht nur ann\u00e4hernd wie gesunde Sinneszellen, es wuchsen auch Retinazellen bis zum Tod der Tiere Monate sp\u00e4ter nach. In den n\u00e4chsten drei Jahren, so Tsang, wolle man mit Versuchen mit Patienten beginnen, die an schwerer altersbedingter Makula-Degeneration leiden. \u201eOptimistisch\u201c, sagt Tsang, stimme ihn vor allem der Befund, dass man bei keiner der M\u00e4use tumorartige Wucherungen festgestellt hat.<\/p>\n
Mit 34 Versuchstieren kann allerdings auch keine sichere Aussage \u00fcber die Tumorbildung durch Stammzelltransplantate getroffen werden. Dabei ist ganz entscheidend f\u00fcr den therapeutischen Erfolg, m\u00f6glichst genaue Informationen \u00fcber das m\u00f6gliche Schicksal transplantierter Stammzellpr\u00e4parate zu erhalten. Ulrich Martin von der Medizinischen Hochschule in Hannover hat zusammen mit \u00f6sterreichischen und Schweizer Forschern an Schweinen eine Technik getestet, die Stamm- und Vorl\u00e4uferzellen nach der \u00dcbertragung aus dem Reagenzglas auch \u00fcber l\u00e4ngere Zeit in Versuchstieren nachzuverfolgen (\u201cCirculation\u201c, doi: 10.1161.circulationaha.111.087684). Die markierten Zellen, die in die Herzen von Schweinen nach einem k\u00fcnstlich erzeugten Infarkt transplantiert wurden, hat man zum ersten Mal mehr als ein Vierteljahr mit dem Computertomographen beobachten k\u00f6nnen.<\/p>\n
Im Grunde zeigt Martins Studie, dass die Stammzellforschung noch mitten in der vorklinischen Phase steckt. Es k\u00f6nnte allerdings sein, dass einige der Gruppen unter dem wachsenden Druck des Wettbewerbs die klinischen Projekte forcieren. Wie schrieb doch einer der renommiertesten Stammzellforscher der Welt, Irving Weissman von der Stanford-Universit\u00e4t, vor kurzem sinngem\u00e4\u00df in der Zeitschrift \u201eCell Stem Cell\u201c: Stammzelltherapien \u201ek\u00f6nnen die Medizin revolutionieren, wenn sie sich denn nicht selbst daran hindert\u201c. Zwei Gruppen von Saboteuren hat Weissman ausgemacht: Unseri\u00f6se Stammzellfirmen, die mehr versprechen als realistisch sei, und solche Wissenschaftler, die vor den Heilungsexperimenten an Menschen nicht ausreichend abkl\u00e4ren, was die Stammzellen tun und was sie anrichten k\u00f6nnten.<\/p>\n