Es war der Traum durchgeknallter Biotechniker: Geklonte Menschen. Jetzt wurde in Amerika zumindest das Forschungsklonen realisiert. Der Trick: Kaffee in der Petrischale.<\/p>\n
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Sag niemals nie. Dieser Satz gilt seit heute auch f\u00fcr das Klonen von Menschen. Zumindest f\u00fcr das, was die Wissenschaftler das Forschungsklonen nennen und was eine Zeit lang unter dem Begriff \u201etherapeutisches Klonen\u201c ein medizinisch angehauchtes Drehbuch f\u00fcr ein St\u00fcck lieferte, in dem Menschenzuchtvisionen nach dem Strickmuster von Huxleys \u201eSch\u00f6ne neue Welt\u201c den eigentlichen Handlungsstrang bildeten. Soeben jedenfalls vermelden amerikanische Forscher um Shoukrat Mitalipov von der Oregon Health and Science University, dass ihnen das Forschungsklonen mit menschlichen Zellen nach vielen Fehlversuchen endlich gelungen sei. Die Gebrauchsanweisung daf\u00fcr ist ab sofort in der Zeitschrift \u201eCell\u201c nachzulesen. Und sie enth\u00e4lt ein verbl\u00fcffendes technisches Detail: Mit einem Schuss Koffein in der Schale geht das Klonieren von Menschenzellen viel einfacher.<\/p>\n
Geht nicht, gibt’s nicht – auch dieser Satz passt, und das nicht zum ersten Mal, zur j\u00fcngeren Geschichte der Biomedizin. Schon nach Geburt des schottischen Klonschafs \u201eDolly\u201c im Jahr 1997 hatten sich die Lebenswissenschaftler diesen Satz ins Stammbuch schreiben lassen m\u00fcssen. Damals begann der steile Aufstieg der molekularen Zellbastelei. Einige Biotechniker um den Schotten Ian Wilmut hatten seinerzeit einen revolution\u00e4ren Jungbrunnen kreiert. Aus dem Erbgut einer reifen, hochspezialisierten Euterzelle eines alten Schafs wurde ein neuer vollst\u00e4ndiger Organismus, das Klonschaf \u201cDolly\u201c geschaffen. Der Zeitpfeil der organismischen Entwicklung war umgedreht – aus Alt mach Neu, hie\u00df das. Pure Fiktion bis dahin, der Reifungsprozess des Lebens zur\u00fcckgestellt auf Start. Undenkbar bis dahin.<\/p>\n
Das war Ende der neunziger Jahre. Dann kam der Klon-Hype, das Auftreten der Klon-Ufos und Klon-Betr\u00fcger und sp\u00e4ter die Klon-D\u00e4mmerung. Dazwischen, vor ziemlich genau zehn Jahren, war das Klonen in Berlin angekommen. Die Sorge vor durchgeknallten Wissenschaftlern wie jenen der franz\u00f6sischen Sektenfirma Clonaid, die mit dem Verfahren des Klonens durch Zellkerntransfer die Schaffung von genetischen Menschenkopien angek\u00fcndigt hatten, alarmierte die Politik. In dem damals von Edelgard Buhlmann geleiteten Bundesforschungsministerium war man heilfroh zu h\u00f6ren, dass das zwar alles eher einfach aussieht mit dem Klonieren, dass das dann aber im Labor doch scheitert, weil der Teufel im Detail steckt.<\/p>\n
Einen \u201ealten\u201c Zellkern in eine entkernte Eizelle zu transferieren und das Ganze dann reibungslos bis zur fehlerfreien Erzeugung eines ganzen menschlichen Organismus zu bringen, sollte jedenfalls f\u00fcrs Erste nicht gelingen. Ob es versucht wurde, sei dahin dahingestellt. Man darf es vermuten. Behauptet wurde es jedenfalls \u00f6fter. Nach den wissenschaftlichen Befunden zu schlie\u00dfen, war die \u00d6ffentlichkeit allerdings einer Horde von L\u00fcgenbolden und ruhms\u00fcchtiger Akademiker aufgesessen, die eine verlockend einfache Gleichung aufmachten: Was bei Schaf, Pferd, Kuh, Hund und Maus gelingt, sollte auch mit menschlichen Zellen gelingen. Es gelang nicht. Oder zumindest nur bruchst\u00fcckhaft.<\/p>\n
Dennoch haben die ehrgeizigsten und auch durchaus angesehene Wissenschaftler die Versuche nie aufgegeben. Ihnen war es allerdings auch nie um das Reproduzieren von Menschen durch Klonen und damit um die Realisierung von Science-fiction-Utopien gegangen, sondern wie gesagt um das Forschungsklonen.
Die gr\u00f6\u00dften Bef\u00fcrworter dieser Biotechnik hatten es schnell geschafft, daf\u00fcr den Begriff \u201etherapeutisches Klonen\u201c einzuf\u00fchren \u2013 nicht, um den medizinischen Nutzen zu demonstrieren, der immer schon spekulativ war, sondern um deutlich zu machen, was das eigentliche Forschungsziel war: Man wollte Klone von Menschen bis zu einem, nun ja, man darf es wohl so nennen: erntereifen Entwicklungszustand herstellen. Man wollte die Klone in der Petrischale als biomedizinische Rohstoffquelle gewinnen. Dazu brauchte man keine Klonmenschen, sondern allenfalls fr\u00fche Klonembryonen. Und der Rohstoff, den sie liefern sollen, sind embryonale Stammzellen.<\/p>\n
Aus diesen unreifen und beeindruckend wandlungs- wie vermehrungsfreudigen Zellen (man nennt sie deshalb auch \u201epluripotent\u201c) l\u00e4sst sich im Labor mit dem richtigen molekularen Cocktail jede beliebige K\u00f6rperzelle erzeugen, ob Hirnzelle oder Herzmuskelzelle. Im fr\u00fchen Embryo kommen solche Zellen sicher vor. Auch der Embryo im Reagenzglas hat sie. Und weil der durch den Klonvorgang k\u00fcnstlich erzeugte Reagenzglas-Embryo auch noch die gew\u00fcnschte Erbinformation der Person erh\u00e4lt, aus der man die Kandidatenzellen f\u00fcr den Jungbrunnen entnommen hat, ist er in doppelter Hinsicht verlockend.<\/p>\n
Auf jeden Fall geh\u00f6rte, nachdem die ersten kleinen Reprogrammierwunder mit tierischen Zellen vollbracht waren, nicht viel Fantasie dazu, von einer neuen Quelle f\u00fcr k\u00fcnstlich erzeugte Gewebe und Organe tr\u00e4umen.<\/p>\n
Was man aus Sicht der Klonierer lediglich brauchte, war ein Verfahren, das erstens sicherstellt, dass sich die Eizelle nach der Transplantation des Wunschzellkerns ein paarmal teilt und nach einigen Tagen bis zur sogenannten Blastozyste \u2013 dem kugelrunden hohlen \u201eKeimbl\u00e4schen\u201c \u2013 heranw\u00e4chst. Aus hundert bis zweihundert Zellen ist der \u201erekonstruierte Embryo\u201c in diesem Stadium zusammen gesetzt. Rekonstruierter Embryo nennen die Forscher ihr Laborprodukt immer dann, wenn sie das Artifizielle ihrer Technik betonen und in bioethischen Debatten von dem echten, dem gewisserma\u00dfen nat\u00fcrlichen (und in der Lesart der Klonierer sch\u00fctzenswerteren) Embryo abgrenzen wollen.<\/p>\n
In seinem Inneren gedeihen jene Zellen, die mit einer scharfen Pipette entnommen und weiter als Stammzellen in der Petrischale f\u00fcr die Anzucht von medizinisch verwertbarem Gewebe verwendet werden. Bis es dazu kommt, braucht es allerdings auch noch etwas anderes: gen\u00fcgend Eizellen. Denn das Klonen ist selbst bei Tieren wie K\u00fchen oder M\u00e4usen, bei denen es vergleichsweise wenige Probleme gibt, ein m\u00fchsames Gesch\u00e4ft, das nur in wenigen Prozent der Transfer- und Kultivierversuchen gelingt. Mit anderen Worten: Es werden Dutzende, wenn nicht Hunderte Eizellen ben\u00f6tigt, in die per Mikropipette das fremde Erbmaterial eingeschleust und anschlie\u00dfend zur Teilung gebracht werden muss, um wenigstens ein paar heranwachsende \u201eerntereife\u201c Klone zu erhalten. Und keineswegs aus allen lassen sich vermehrungsfreudige embryonale Stammzellen gewinnen.<\/p>\n
Schon die technischen H\u00fcrden waren also gewaltig. Am Ende waren es dann mindestens vier Umst\u00e4nde, die dazu f\u00fchrten, dass das Kapitel Forschungsklonen vor einigen Jahren mehr oder weniger zugeschlagen wurde. Da war erstens die biopolitische Debatte: Nicht nur in Deutschland, auch anderswo f\u00fchrte die Sorge, das sogenannte therapeutische Klonen k\u00f6nnte den Weg zum reproduktiven Klonen ebnen und damit der menschenunw\u00fcrdigen Verzwecklichung des Embryos Vorschub leisten, zu neuen Gesetzen. Das reproduktive Klonen wurde fast \u00fcberall gesellschaftlichen ge\u00e4chtet. Zweitens wurde 2005 der wichtigste Protagonist des Forschungsklonens, der Koreaner Hwang Woo-suk, als Schwindler entlarvt. Er hatte nie die Menschenklone erzeugt, die er im Jahr davor in einem aufsehenerregenden \u201eScience\u201c-Paper vorgef\u00fchrt und noch dazu mit einem medienwirksamen Auftritt als Pioniertat \u00f6ffentlich verkauft hatte. Drittens wuchs in den Jahren danach immer st\u00e4rker die \u00dcberzeugung der Klonexperten, dass es m\u00f6glicherweise grunds\u00e4tzliche \u201ebiologische H\u00fcrden\u201c geben k\u00f6nnte, die das Klonen mit menschlichem Erbmaterial technisch vorerst unm\u00f6glich macht. Entsprechende Hinweise daf\u00fcr hatte man jedenfalls in Versuchen mit Affen gesammelt.<\/p>\n
Und viertens schlie\u00dflich wurden sp\u00e4testens im Jahr 2007, als der Japaner Shinya Yamanaka die ersten menschlichen \u201einduzierten pluripotenten Stammzellen\u201c pr\u00e4sentierte klar: Zum Reprogrammieren von K\u00f6rperzellen muss man nicht mit fremden Eizellen Klonexperimente beginnen. Der Zellkerntransfer in die Eizellen ist \u00fcberfl\u00fcssig, wenn man es nur schafft, die richtigen Gene in den gew\u00fcnschten K\u00f6rperzellen zu reaktivieren. Und das sind erstaunlich wenige: h\u00f6chstens vier. Yamanaka konnte zeigen, dass man eigentlich nur deren Zusammenspiel richtig koordiniert muss, um die Zellen zu verj\u00fcngen \u2013 was im Labor recht einfach, aber auch kein Kinderspiel ist. Im Prinzip wei\u00df man jedenfalls seither: das Geheimnis des Jungbrunnens liegt nicht exklusiv in der Eizelle, sondern im Genom jeder einzelner unserer Zellen \u2013 ob in der Haut, im Gehirn, Blut, Muskel, Fett oder in den Haaren. Die neue Reprogrammierkunst geht experimentell inzwischen soweit, dass man theoretisch auf das Verj\u00fcngen ganz verzichten kann. Der Trick hei\u00dft Transdifferenzierung. Wer aus Hautzellen etwa Nerven herstellen will, um sie ins Gehirn zu verpflanzen, muss daf\u00fcr sorgen, dass die richtigen Steuerelemente auf dem Erbmaterial der Reihe nach aktiviert werden \u2013 ein fein molekulares Sinfonieorchester wird gebraucht.<\/p>\n
Der gr\u00f6\u00dfte Nachteil all dieser Alternativverfahren liegt in der Effizienz: F\u00fcr potentielle klinische Anwendungen werden Stammzellen in gro\u00dfer Zahl und in k\u00fcrzester Zeit ben\u00f6tigt. Kein Stammzelltyp ist darin so effektiv wie die embryonale Stammzelle. Die aus Blastozysten gewonnenen Stammzellen sind nach wie vor der \u201eGoldstandard\u201c f\u00fcr die Jungbrunnenforschung. Ihr gr\u00f6\u00dfter Schwachpunkt: Die verf\u00fcgbaren Stammzelllinien in den Labors passen immunologisch nur in Ausnahmef\u00e4llen zu den Patienten, Ersatzgewebe, die aus embryonalen Stammzellen hergestellt werden, k\u00f6nnten abgesto\u00dfen werden.<\/p>\n
Das ist einer der Gr\u00fcnde, weshalb Forscher wie der amerikanische Primatenforscher Shoukhrat Mitalipov trotz des beeindruckenden Siegeszugs der iPS-Zellen, f\u00fcr deren Erfindung Yamanaka vergangenes Jahr den Medizin-Noblepreis erhalten hat, die Klonexperimente fortsetzte. Das Ziel blieb weiterhin, aus den eigenen K\u00f6rperzellen eines Patienten verj\u00fcngte Stammzellen als Geweberohmaterial zu gewinnen. Mitalipov hatte damit vor einiger Zeit bei Rhesusaffen Erfolg. Parallel dazu experimentierte er am Stammzellzentrum von Oregon mit menschlichen Eizellen. F\u00fcr ihn war es offenbar gemeinsam mit den Gyn\u00e4kologen und Reproduktionsmedizinern der Universit\u00e4tsklinik von Portland \u00fcberhaupt kein Problem, Frauen zu finden, die bereit waren, Eizellen f\u00fcr die Forschung zu spenden. So entwickelte Mitalipov und sein Team j\u00fcngst die erste Keimbahntherapie beim Menschen – frisch befruchtete und verschmolzene Zellkerne wurden aus der Eizelle, die defekte Mitochondriengene enth\u00e4t, in eine andere gesunde und entkernte Spendereizelle \u00fcbertragen.<\/p>\n
Als Mitalipov diese neue Technik bekannt machte, war er bereits dabei, die Klontechnik f\u00fcr den Gebrauch an menschlichen Zellen zu optimieren. Nicht nur die iPS-Zellen, auch das Klonen wurde 2012 mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet. Er ging an den Briten John Gurdon, der in den sechziger Jahren erstmals Fr\u00f6sche klinierte. Die jetzt in \u201eCell\u201c pr\u00e4sentierten Resultate Mitalipovs zeigen, dass Klonieren in der Tat auch mit den bisher so widerspenstigen Menschenzellen offensichtlich kein Hexenwerk ist.<\/p>\n
Ein paar entscheidende technische Ver\u00e4nderungen im Ablauf der Zellpr\u00e4paration gen\u00fcgten, damit sich die klonierten Embryonen \u00fcber das acht-Zellstadium hinaus weiter entwickelten: Die Entnahme des Zellkerns aus der Eizelle und die anschlie\u00dfende \u00dcbertragung des Genommaterials aus einer Hautzelle muss, was den Zellzyklus angeht, zeitlich genau abgestimmt und extrem schonend geschehen. Die begonnene Reifeteilung in der Eizelle darf nicht unterbrochen werden. Der Spindelapparat seinerseits, auf dem die die frisch transplantierten fremden Chromosomen w\u00e4hrend der ersten Zellteilung transportiert werden, ist ebenfalls ein extrem empfindliches Gebilde. Wie es offensichtlich \u00fcberhaupt auf den richtigen Start und eine geeignete Stimulation des \u201erekonstruierten Embryos\u201c in der Petrischale ankommt.<\/p>\n
Geradezu verbl\u00fcffend erwies sich allerdings ein Schritt, den man bis dahin nur in den Experimenten mit Rhesusaffenzellen probiert hatte: Wurde der Transfer des fremden Zellkerns in die Eizelle auf einem Medium ausgef\u00fchrt, das bestimmte Mengen an Koffein enthielt, kam es zu einem regelrechten Vermehrungsschub. Der Wirkstoff des Kaffees, chemisch ein Protein-Phosphatase-Hemmer, wirkte wie ein zellul\u00e4res Dopingmittel. Pl\u00f6tzlich verdoppelte sich die Ausbeute. Statt knapp zw\u00f6lf Prozent wuchsen auf dem Koffein-Medium nun fast ein Viertel der Klonembryonen bis zum Stadium der Blastozyste heran. Und mehr noch: Von acht so erzeugten Blastoysten entwickelte sich die H\u00e4lfte so weit, dass Mitalipov und seine Mitarbeiter daran gehen konnten, aus den inneren Zellmassen die gew\u00fcnschten embryonalen Stammzellen zu gewinnen.<\/p>\n
Nichts an den embryonalen Stammzellen deutete anschlie\u00dfend darauf hin, dass das Prozedere die Zellen oder deren Genom beeintr\u00e4chtigt h\u00e4tten. Im Gegenteil: Als Mitalipov daran ging, die Pluripotenz und Funktionalit\u00e4t der Klonzellen zu testen, sie zu vermehren und zu unterschiedlichen Geweben \u2013 etwa Herzmuskelzellen – heranreifen zu lassen, war kein Unterschied zu den bekannten unklinierten Stammzellen zu erkennen.<\/p>\n
Eine \u00fcberraschende Besonderheit allerdings gibt den Forschern R\u00e4tsel auf: Das Klonieren funktionierte mit Eizellen von Spenderinnen am besten, die man anfangs f\u00fcr die am wenigsten Geeigneten hielt, weil man von ihnen die wenigsten Eizellen gewinnen konnte. Umgekehrt erzielte man mit den Eizellen von Frauen, die nach der Hormongabe besonders viele reife Eizellen produzierten, die schlechtesten Ergebnisse. Offensichtlich gibt es Menschen, die genetisch eher f\u00fcr das Klonen geeignet sind, und solche, die schlechte Voraussetzungen mitbringen. Welche Gene daf\u00fcr allerdings ausschlaggebend sind, ist den Wissenschaftlern noch einigerma\u00dfen unklar.<\/p>\n
Fraglich ist auch, ob sich die Stammzellforscher nun nach dieser Bekanntmachung tats\u00e4chlich wie seinerzeit nach der iPS-Erfindung verst\u00e4rkt mit dem Forschungsklonen besch\u00e4ftigen. Mitalipov hofft das nat\u00fcrlich: \u201eUnsere Befunde zeigen neue Wege auf, wie wir Stammzellen von Patienten mit schweren Organsch\u00e4den erzeugen k\u00f6nnen. Diese Stammzellen k\u00f6nnten krankhaftes Gewebe ersetzen, wie wir es bei Millionen Menschen finden.\u201c Zukunftsmusik f\u00fcrs Erste.<\/p>\n
In Deutschland wird man in die Richtung jedenfalls definitiv nicht aktiv werden. Hierzulande sind Experimente mit den Embryonalzellen, ob geklont oder nicht, durch das Embryonen- und das Stammzellgesetz verboten. Mitalipov spekuliert zwar schon einmal, dass die Reprogrammierung von Zellen mit seiner Kloniertechnik weniger anf\u00e4llig ist und weniger Fehler im Genom auftreten als etwa bei der Herstellung von induzierten Stammzellen. Aber der direkte Vergleich steht noch aus.<\/p>\n
In einem Punkt allerdings ist sich der amerikanische Forscher sicher: Der Fall, dass man reihenweise Frauen zur Eizellspende \u00fcberreden m\u00fcsste, um die eine oder andere Stammzelllinie herzustellen, sollte seiner Meinung nach nicht eintreten. Zuerst allerdings m\u00fcssen seine Experimente von unabh\u00e4ngigen Gruppen wiederholt und best\u00e4tigt werden. Der Bonner Stammzellforscher Br\u00fcstle glaubt, dass die Klonexperimente Mitalipovs \u201edie immer noch sinnvolle Diskussion um und die Frage, was man darf und was nicht, wieder aufbrechen werden\u201c. Ob man die geklonten Stammzellen jemals f\u00fcr die medizinische Anwendung ben\u00f6tigen wird? Br\u00fcstle: \u201eNach den bisher noch v\u00f6llig unzureichenden genetischen Analysen ist v\u00f6llig unklar, ob die so gewonnenen Stammzellen so gut wie iPS sind und ob sie f\u00fcr eine klinische Fragestellung sinnvoll sind.\u201c<\/p>\n
Allein die Eizellbeschaffung wirft Br\u00fcstle zufolge so viele ethischen Probleme auf und gef\u00e4hrdet die zur Superovulation mit Hormonen stimulierten Frauen, dass er keine Zukunft in dem Verfahren sieht: \u201eDas ist gesellschaftlich nicht zu vermitteln, Spender-Eizellen in den auch mit diesem leidlich effizienten Verfahren Mengen zu gewinnen.\u201c Mitylipov sieht das anders: Die Effizienz mit dem von ihm beschriebenen Verfahren werde schon f\u00fcr eine \u201ehohe Ausbeute\u201c beim Klonieren sorgen.<\/p>\n
Er w\u00e4re nicht der erste selbst ernannte Klonpionier, der mit umstrittenen Behauptungen auf die Nase f\u00e4llt.<\/p>\n