Experiment

Innovation: Haut in Gehirn-Zellen umgewandelt

Forschern in Kalifornien ist es gelungen, Hautzellen von Mäusen direkt in solche Zellen zu verwandeln, welche die Hauptkomponenten für die Entwicklung von Gehirnzellen bilden

Das Experiment, über das im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“(PNAS) berichtet wird, habe die mittlere Stufe des Prozesses der Bildung einer „Stammzelle“ einfach übersprungen. In dieser mittleren Phase wird normalerweise die embryonale Stammzell-Phase erreicht. Die neue Technik beschreibt die Möglichkeit der Umwandlung von Hautzellen in beispielsweise Vorläufer von Nervenzellen und Nervenstützzellen. Das Stammzellstadium wurde umgangen und damit auch das Risiko, dass die Zellen sich in Tumorzellen verwandeln.

Angesichts des Durchbruchs erhoffen sich die Forscher rund um Prof. Marius Wernig von der Stanford University School of Medicine in Kalifornien, leitender Wissenschaftler der Untersuchung, verschiedene potenzielle medizinische Anwendungen – etwa in der Heilung von Hirnkrankheiten oder Rückenmarksverletzungen. Allerdings seien noch mehr Tests notwendig, bevor die Technik auch beim Menschen verwendet und „ihre Sicherheit und Wirksamkeit“ beurteilt werden könnten, so Wernig. Alle Untersuchungsergebnisse stammen aus Versuchen an Mäusen.

Da es aufgrund ethischer Bedenken rund um embryonale Stammzellen seit je her scharfe Debatten rund um die Frage gibt, woher man die Zellen bekommt, könnte die Entnahme von patienteneigenen Hautzellen und deren Umprogrammierung in „induzierte“ Stammzellen eine attraktive alternative Methode darstellen. Zudem werde das Risiko, dass krebserregende Gene aktiviert werden, minimiert.

Bei Entnahme von patienteneigenem Material fiele auch die Einnahme von Immunsuppressiva weg. Bisher war dies Voraussetzung für den Erfolg der Stammzellentherapie, damit das eigene Immunsystem nicht die fremden Stammzellen angreift und schließlich abstößt.

Bei dem erprobten Vorgang der Umwandlung von Hautzellen werden „neurale Vorläuferzellen“ erstellt, die drei Arten von Gehirnzellen entwickeln können: Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten. Diese Vorläuferzellen haben laut Ernesto Lujan, Autor der Studie, den Vorteil, dass sie in einem Labor in sehr großer Zahl gezüchtet werden können, wenn sie einmal erstellt worden sind. Gehirnzellen und Hautzellen enthalten die gleiche genetische Information, jedoch ist der genetische Code unterschiedlich interpretiert. Dies wird durch „Transkriptionsfaktoren“ gesteuert.

Die Wissenschaftler infizierten über einen Virus die Hautzellen mit drei Genen, deren Transkriptionsfaktoren bekannt sind. Nach drei Wochen entstand aus etwa jeder zehnten Zelle eine induzierte neurale Vorläuferzelle.

Wernig: „Wir haben gezeigt, dass die Zellen in das Gehirn einer Maus integriert werden können und ein fehlendes Protein erzeugen, das wichtig für die Weiterleitung des elektrischen Signals durch die Neuronen ist“.

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