#1 18. Januar 2008 Spektakulärer Durchbruch in der medizinischen Forschung: US-Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, einen menschlichen Embryo aus einer Hautzelle zu klonen. Es ist ein Etappensieg auf dem Weg zur Herstellung maßgeschneiderter embryonaler Stammzellen. Es ist vollbracht. Andrew French von der Stemagen Corporation in La Jolla, im US-Bundesstaat Kalifornien und seinen Kollegen ist nun das gelungen, was der südkoreanische Klonforscher Woo Suk Hwang bereits im Jahr 2004 behauptet hatte, erreicht zu haben: einen menschlichen Embryo aus einer Körperzelle zu klonen. Der Unterschied: Hwang entpuppte sich als Fälscher, French und seine Kollegen hingegen haben es tatsächlich geschafft. Ihren Durchbruch haben die Wissenschaftler im Fachmagazin "Stem Cells" veröffentlicht. Der deutsche Stammzellforscher Miodrag Stojkovic, der im Jahr 2005 bereits einen menschlichen Embryo geklont hatte (mehr...) - allerdings nicht aus einer Hautzelle, sondern aus dem einer embryonalen Stammzelle, bewertet die Arbeit von French und seinen Kollegen als wichtigen Meilenstein: "Es ist ein Durchbruch, weil hier erstmals gezeigt wurde, dass es möglich ist, aus adulten menschlichen Zellen Embryonen herzustellen", sagte Stojkovic im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Für ihn ist die Arbeit seriös, weil French und seine Kollegen alle strengen DNA-Nachweise für die Echtheit des Klons erbracht hätten, die seit dem Fälschungsskandal um Woo Suk Hwang (mehr...) von den wissenschaftlichen Magazinen vor einer Veröffentlichung verlangt werden. Die Forscher verwendeten für ihre Experimente 29 Eizellen von drei 20- bis 24-jährigen Spenderinnen. Die Frauen hätten, wie French und seine Kollegen betonen, diese überschüssigen Eizellen freiwillig gespendet und dafür kein Geld erhalten. Die Wissenschaftler entfernten die Kerne der Eizellen und schleusten darin das Hautzellen eines Mannes ein. Aus fünf dieser mit fremdem Erbgut bestückten Eizellen entstanden dann Blastozysten, ein Entwicklungsstadium des Embryos aus weniger als 70 Zellen. Bei einer der Blastozysten konnten sie die erfolgreiche Klonierung sicher nachweisen - die DNA-Analyse ergab, dass sie genetisch identisch mit der Hautzelle war. STAMMZELLEN - DIE ZELLULÄREN MULTITALENTE Sie gelten als die zellulären Alleskönner: Reift eine befruchtete Eizelle zu einer Blastozyste, einem kleinen Zellklumpen heran, entsteht in deren Innerem eine Masse aus embryonalen Stammzellen. Die noch nicht differenzierten Stammzellen können sich zu jeder Zellart des menschlichen Körpers entwickeln. In Tierversuchen haben sich die Stammzellen bereits in Nerven-, Blut-, Leber- oder Herzmuskelzellen verwandeln lassen. Voraussetzung ist, dass sie zuvor mit geeigneten Wachstumsfaktoren behandelt werden. Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) Körperzellen einfach in Stammzellen umprogrammieren - das gelang Forschern nun, indem sie vier bestimmte Steuerungsgene in die Zelle einschleusten. Aus den dabei entstandenen maßgeschneiderten Stammzellen züchteten sie erfolgreich Nerven- und Muskelzellen. Diese Methode wäre nicht nur elegant, sondern auch ethisch unbedenklich, da dabei kein Embryo hergestellt und verbraucht wird. Allerdings ist noch unklar, ob die induzierten Stammzellen wirklich so potent sind wie embryonale Stammzellen. Adulte Stammzellen Nicht nur Embryonen sind eine Quelle der Zellen, aus denen sich verschiedene Arten menschlichen Gewebes entwickeln können. In etwa 20 Organen inklusive der Muskeln, der Knochen, der Haut, der Plazenta und des Nervensystems haben Forscher adulte Stammzellen aufgespürt. Sie besitzen zwar weniger verlockende Eigenschaften als die embryonalen Stammzellen, bereiten aber in der Herstellung auch keine ethischen Probleme. Dem Körper eines Erwachsenen werden Stammzellen entnommen und in Zellkulturen durch Zugabe entsprechender Wachstumsfaktoren so umprogrammiert, dass sie zu den gewünschten Gewebearten heranreifen. Ethik und Recht Die Stammzellforschung birgt ethische Konflikte. Embryonale Stammzellen werden aus Embryonen gewonnen, die entweder eigens hergestellt werden oder bei künstlichen Befruchtungen übrig geblieben sind. Die Argumentation der Befürworter: Sie würden ohnehin vernichtet. Kritiker sprechen dagegen von der Tötung ungeborenen Lebens. In Deutschland ist das Herstellen menschlicher Embryonen zur Gewinnung von Stammzellen verboten. In Ausnahmefällen erlaubt das Gesetz aber den Import von Stammzellen, die vor dem 1. Januar 2002 hergestellt wurden. In Großbritannien und Südkorea ist das therapeutische Klonen ausdrücklich erlaubt, ebenso in den USA, wo das Klonen von Embryonen aber nicht mit staatlichen Mitteln gefördert werden darf. Erstaunlich ist: French und seine Kollegen hatten bei ihren Klonexperimenten klassische Techniken verwendet und methodisch nichts anders gemacht als andere Labors. Warum gelang ihnen nun die Klonierung an menschlichen Zellen? Jürgen Hescheler, Stammzellforscher an der Universität Köln, vermutet im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE, dass es einfach an der Frische der verwendeten Eizellen gelegen haben könnte. Diese wurden, wie French und seine Kollegen schreiben, weniger als zwei Stunden nach der Entnahme aus dem Eierstock für die Klonversuche verwendet. Auch Stojkovic bestätigt, dass seiner Erfahrung nach für das therapeutische Klonen an menschlichen Zellen die Güte der Eizellen ein sehr kritischer Faktor ist: "Man kann die Eizellen nur bis maximal zwei Stunden nach der Entnahme verwenden", sagt Stojkovic. Auch das Alter der Spenderin spiele eine Rolle - je jünger diese sei, desto besser, so Stojkovic. Der nächste Schritt ist entscheidend So spektakulär die erfolgreiche Klonierung ist - der letzte Schritt des therapeutischen Klonens fehlt: die Gewinnung embryonaler Stammzellen aus dem geklonten Embryo. Der Grund, warum die Wissenschaftler das nicht taten: Die geklonten Blastozysten mussten zur DNA-Analyse an ein externes Labor geschickt werden. "Nach der Verifikation der gelungenen Klonierung waren die Blastozysten nicht mehr dazu geeignet, aus ihnen embryonale Stammzellen zu isolieren", sagte Andrew French SPIEGEL ONLINE. Sein Team arbeite bereits an diesem nächsten Schritt. Hescheler bewertet die Arbeit Frenchs und seiner Kollegen daher als Etappenerfolg auf dem Weg zur Herstellung maßgeschneiderter embryonaler Stammzellen. Stojkovic sieht in dem Fehlen der Stammzellableitung auch den Grund, warum die Arbeit der Forscher nicht in einem der großen wissenschaftlichen Fachmagazine, wie beispielsweise "Science" oder "Nature" veröffentlicht wurde. DER SPIEGEL Prinzip der Herstellung embryonaler Stammzellen Hescheler bemängelt an der Arbeit allerdings die Qualität des Embryos: "Die Blastozyste, die die Forscher hergestellt haben, sieht meiner Meinung nach nicht so gut aus. Ich habe Zweifel, ob man daraus wirklich Stammzellen gewinnen könnte", sagte Hescheler. Miodrag Stojkovic ist da anderer Meinung: "Für mich ist die Blastozyste von normaler Qualität. Ich habe schon schlechtere gesehen, aus denen letztlich noch erfolgreich Stammzellen abgeleitet wurden." Andrew French versichert: "Wir hatten einen Embryologen, der die geklonte Blastozyste untersuchte. Er bestätigte, dass sie von geeigneter Qualität sei." Embryonale Stammzellen sind wie ein Ersatzteillager für den Körper, denn sie besitzen die Fähigkeit, sich in jedes Körpergewebe zu verwandeln. Für Mediziner sind diese Zellen große Hoffnungsträger: Ob Herzinfarkt, Diabetes oder Parkinson - mit embryonalen Stammzellen wollen sie kaputt gegangenes Gewebe ganz einfach neu züchten. Es wäre der Beginn einer neuen Ära in der Medizin: Statt körperliche Defekte nur symptomatisch mit Medikamenten zu behandeln, könnte man sie mit embryonalen Stammzellen gänzlich beheben und Krankheiten tatsächlich heilen. Einem Diabetiker beispielsweise würde man einfach eine Hautzelle entnehmen und aus ihr über diese Zwischenschritte embryonale Stammzellen herstellen. Die würde man zu Bauchspeicheldrüsenzellen ausdifferenzieren und dem Patienten wieder einpflanzen. Er wäre geheilt. Eine Abstoßungsreaktion gäbe es nicht, denn für sein Immunsystem wären diese wie körpereigene Zellen. Sollte sein Diabetes genetisch bedingt sein, ließe sich der Gendefekt in der Stammzelle mit gentechnischen Methoden vor der Vervielfältigung und Ausdifferenzierung noch beheben. Allein der erste Schritt auf diesem Weg - das Klonen des Embryos - ist kompliziert, die Ausbeute bislang sehr gering und der Erfolg zudem von Spezies zu Spezies unterschiedlich. "Bei der Maus ist es einfach, bei der Ratte nicht", sagt Hescheler. Warum es diese Unterschiede gebe, sei noch nicht erforscht. Gelang das Klonen schon bei mehreren Tierarten - Schaf, Maus, Katze, Hund und Pferd - galten die Zellen von Primaten, zu denen auch der Mensch gehört, stets als nahezu unüberwindliche Hürde. Vor kurzem konnte der Forscher Shoukrat Mitalipov erstmals zeigen, dass therapeutisches Klonen auch bei Primaten möglich ist: Aus den Hautzellen eines Rhesusaffen klonte er Embryonen und stellte daraus embryonale Stammzellen her (mehr...). DEBATTE IN DEUTSCHLAND: EMBRYONALE STAMMZELLEN Mutmaßlich die Heilsbringer der Medizin und immer wieder Zündstoff für Diskussionen: Das sind embryonale Stammzellen. Sie werden aus dem Zellhaufen eines etwa zwei Wochen alten Embryos gewonnen und können sich zu jeder Zellart entwickeln. Deswegen sollen sie Parkinson, Diabetes und Co. heilen können. Doch ihre Wandlungsfähigkeit – Pluripotenz genannt – ist nicht nur ihr Vorteil, sondern auch ihr Nachteil: Die Entwicklung lässt sich nicht immer so gut steuern, wie Forscher das gerne hätten. Von den ethischen Problemen mit "Wegwerf-Embryonen" ganz abgesehen. Anders als bei embryonalen ist die Lage bei adulten Stammzellen, jenen Zellen, die schon ausgereift sind und aus Muskeln, Knochenmark oder anderen Geweben entnommen werden: Sie lassen sich besser zielgerichtet in andere Zelltypen umprogrammieren, wenn auch nur in einige bestimmte, weil ihr biologisches Entwicklungspotential nicht mehr so groß ist. Blutbildende Stammzellen aus dem Knochenmark kommen in kranke Herzkranzgefäße oder werden etwa zu Spermien-Vorläuferzellen, Stammzellen aus Haarwurzeln werden zu Hautzellen, um bei Brandverletzungen zu helfen. Embryonenschutz in Deutschland Das 1991 in Kraft getretenen Embryonenschutzgesetz (ESchG) verbietet, einen im Reagenzglas erzeugten Embryo für etwas anderes als eine Schwangerschaft heranzuzüchten. Nach dem im Juni 2002 verabschiedeten Stammzellgesetz (StZG) ist die Einfuhr menschlicher embryonaler Stammzellen zu Forschungszwecken nur unter Auflagen zulässig. So dürfen etwa nur Stammzelllinien importiert werden, die vor dem 1. Januar 2002 gewonnen wurden, die Zellen dürfen nur aus "überzähligen" Embryonen nach einer Reagenzglas-Befruchtung stammen, für das Überlassen der Zellen darf nichts gezahlt werden. Problem Stichtagsregelung Die Stichtagsregelung hindert deutsche Stammzellforscher daran, mit Kollegen aus dem Ausland zu kooperieren, wo etwa mit jüngeren Zellen oder überschüssigen Embryonen von künstlichen Befruchtungen gearbeitet werden kann. Seit Jahren fürchten die Deutschen, den Anschluss an die in diesem Bereich führenden USA zu verlieren. Die Zellen der hierzulande zulässigen alten Linien sind durch frühere Experimente mit Molekülen von Mäusezellen verseucht und können so nach einer Transplantation in den Menschen vom Immunsystem angegriffen werden – jüngere Stammzelllinien sind hingegen rein. Im Laufe der Langzeitkultivierung mutierten in einigen Linien embryonale Stammzellen – weswegen sie bei einem therapeutischen Einsatz bösartig entarten und somit krank machen könnten. Dabei schien die Klonierung des Menschen bereits im Jahr 2004 gelungen, als der südkoreanische Forscher Woo Suk Hwang im Fachmagazin "Science" behauptete, einen menschlichen Embryo geklont und maßgeschneiderte Stammzellen hergestellt zu haben. Wie sich dann allerdings herausstellte: Hwang hatte seine Ergebnisse gefälscht (mehr...). Das Rennen um den ersten geklonten menschlichen Embryo war also wieder offen. 2005 dann gelang Miodrag Stojkovic und seinen Kollegen fast, was Hwang angeblich geschafft hatte (mehr...). Allerdings gab es zwei entscheidende Unterschiede: Stojkovic hatte den Embryo nicht aus dem Erbgut einer Körperzelle geklont, sondern aus dem einer embryonalen Stammzelle. Und es war ihm auch nicht gelungen, aus dem geklonten Embryo Stammzellen abzuleiten. Seinen wissenschaftlichen Erfolg erreichte Stojkovic übrigens nicht in Deutschland, sondern in England, wo er zu dieser Zeit gearbeitet hatte. Für seine Klonforschungen und -Erfolge wäre er in Deutschland nämlich nicht bejubelt, sondern bestraft worden: Das Klonen menschlicher Embryonen und die Herstellung menschlicher embryonaler Stammzellen ist hierzulande verboten. Die Verfügbarkeit von Eizellen ist ein Problem Neben den generellen Bedenken, die dem Klonen von menschlichen Embryonen entgegengebracht werden, birgt der Umgang mit Eizellen weitere ethische Probleme. Kritiker befürchten, dass sich einmal ein regelrechter Eizellenmarkt oder gar -schwarzmarkt entwickeln könnte. Junge Frauen - vornehmlich aus Entwicklungsländern - könnten für Geld ihre Eizellen verkaufen, oder von skrupellosen Geschäftemachern dazu gezwungen werden. Eine Angst, die begründet ist: Woo Suk Hwang war unter anderem vorgeworfen worden, seine Mitarbeiterinnen zu Eizellspenden gezwungen zu haben. Zudem ist die Gewinnung von Eizellen für die Frau ein belastender Vorgang: Sie muss sich einer Hormonbehandlung unterziehen, durch die gleich mehrere Eizellen zum Eisprung angeregt werden. Diese werden anschließend mit einer dünnen Nadel dem Eierstock entnommen. Die Hyperstimulation und Eizell-Entnahme wird standardmäßig bei der künstlichen Befruchtung eingesetzt, um genügend Eizellen für die mehrfach nötigen Befruchtungsversuche zu gewinnen. In der Regel werden auf diesem Weg zehn bis zwölf Eizellen auf einmal entnommen. Bis zu einer regenerativen Medizin sind noch einige Hürden zu nehmen - sowohl biologische als auch ethische. Diese eine - die Herstellung eines Embryos aus einer Körperzelle - scheint nun genommen. Die Erzeugung embryonaler Stammzellen aus einem geklonten Embryo wäre der nächste wichtige Etappensieg. Auch die Effizienz muss noch gesteigert werden. French und Kollegen brauchten 29 Eizellen, um einen geklonten Embryo zu erzeugen. Für eine routinemäßige medizinische Anwendung ist diese Ausbeute noch zu schlecht. Quelle: Stammzellenforschung: Wissenschaftler klonen menschlichen Embryo aus Hautzelle - SPIEGEL ONLINE + Multi-Zitat Zitieren