Neue Nahrung für die Stammzellen-Debatte

Neueste Forschungsergebnisse über das Potenzial von Stammzellen aus dem erwachsenen Körper liefern den Gegnern embryonaler Stammzellenforschung neue Argumente. Unklar bleibt allerdings, ob sich die reifen Stammzellen tatsächlich in jede Art von Gewebe entwickeln können.

Die Ergebnisse wurden am vorvergangenen Freitag in "Science" publiziert. Sie stammen aus dem Labor der Stammzellenbiologin Diane Krause an der Yale University. Die Wissenschaftler versuchten dabei, Annahmen zu bestätigen, wonach transplantierte Knochenmarkzellen mehr können, als nur das Blutsystem zu regenerieren - beispielsweise Lungen-, Leber- oder Hautzellen zu bilden.

Embryonale Stammzellen können sich zu jeder Gewebeart differenzieren. Aber es gibt auch adulte Stammzellen. Von diesen nahm man bislang an, dass sie sich jeweils nur in einen bestimmten Zelltyp differenzieren können; Knochenmark-Stammzellen beispielsweise sollten nur Blutzellen bilden können. In den letzten Jahren kamen Biologen aber zu der Ansicht, dass auch adulte Stammzellen plastischer sind - also eine größere Bandbreite an Zellen bilden können als ursprünglich angenommen. Knochenmarkzellen konnten sich unter Laborbedingungen beispielsweise zu Leber-, Muskel-, Haut und sogar Nervenzellen differenzieren.

Außerdem wurden interessante Hinweise bei Empfängern von Knochenmarkspenden gefunden - männliche Spenderzellen wurden in den Lebern von weiblichen Knochenmarkempfängern entdeckt. Das XY-Chromosom-Muster dieser Leberzellen zeigte, dass sie sich aus der Knochenmarkspende entwickelt haben müssen. In der Ausgabe des "Journal of the American Medical Association" vom letzten Donnerstag berichten Diana Bianchi und ihre Kollegen vom Tufts New England Medical Center, dass sie in den Lebern, Schilddrüsen und der Milz von Frauen Zellen gefunden nachgewiesen haben, die offenbar von den - männlichen - Embryos stammten, mit denen die Frauen gerade schwanger waren.

Es bleibt indes unklar, ob die in diesen beiden Studien gefundenen Zellen tatsächlich vollständig von Spender-Stammzellen stammen. Eine Möglichkeit, die Kritiker oft nennen, ist dass die Zellen eine Verknüpfung aus Spender- und Empfänger-Zellen darstellen - sie könnten über Zellfusion zusammengewachsen sein. Um zu beweisen, dass Stammzellen aus dem Knochenmark tatsächlich ohne Fusion andere Gewebearten als Blutzellen bilden können, unternahm Robert Harris, ein Postdoktorant in Krauses Labor, ein Experiment mit genetisch veränderten Mäusen. Deren Zellen würden ein leuchtendes grünes Quallenprotein bilden, wenn es tatsächlich zu einer Zellfusion käme. Harris und seine Kollegen nutzten zudem jeweils männliche Mäuse-Spender und weibliche Mäuse-Empfänger, um die Herkunft der Zellen noch stärker zu markieren.

Nachdem sie die weiblichen Mäuse bestrahlt hatten, um ihre Knochenmarkzellen abzutöten, transplantierten die Forscher Knochenmark von den männlichen Mäusen. Zwei bis drei Monate nach der Transplantation wurden dann die Lungen, Lebern und Hautgewebe der Empfänger-Mäuse untersucht - es sollte festgestellt werden, ob Epithelial-Zellen aus den Spenderzellen gebildet worden waren. (Epithelial-Zellen bilden die inneren und äußeren Oberflächen des Körpers und der Organe.) Aus Spenderzellen hervorgegangene Zellen wurden in allen drei Gewebearten gefunden - keine davon leuchtete grün. Eine Fusion aus Empfänger- und Spender-Zellen sollte also nicht stattgefunden haben. "Wir würden aber auch jetzt nicht behaupten wollen, dass es niemals zur Fusion kommt", sagt Harris. Die neuen Ergebnisse zeigten aber, dass "eine Zellfusion tatsächlich nicht immer benötigt wird", damit sich aus Knochenmarkzellen andere Zelltypen als Blutzellen bilden.

Die Forscher wollen sich nicht einmal festlegen, ob ihre Studie bestätigt, dass blutbildende Stammzellen sich vollständig in andere Zelltypen verwandeln können (die so genannte "Transdifferenz"). Laut Harris zeigt sie aber zumindest, dass es im Knochenmark weitaus flexiblere Stammzellen gibt als man bislang indentifiziert hat. Dieses Ergebnis wird die Debatte um embryonale Stammzellenforschung kontra Forschung an adulten Stammzellen weiter anheizen.

Einige Experten sagen, dass die neue Knochenmarkforschung wesentlich genauer ist als frühere Studien, die sich mit der Verwandelbarkeit von adulten Stammzellen beschäftigten. "Sie haben wesentlich überzeugender als frühere Studien mit ähnlicher Technologie dargelegt, dass keine Fusion nachweisbar war", sagt Neil D. Theise, ein Stammzellenforscher am Beth Israel Medical Center in New York. Seiner Ansicht nach widerspricht die Krause-Studie deutlich der bisher - wie er meint hauptsächlich politisch motivierten - Ansicht, dass Zellfusion die einzige Möglichkeit für adulte Stammzellen ist, sich in andere Zelltypen umzuwandeln. "Das Forschungsgebiet ist damit jetzt ausgeglichener", sagt Theise.

Andere Experten sind skeptischer. "Die Studie ist nicht vollständig", sagt zum Beispiel George Daley, ein Stammzellenforscher an der Harvard Medical School. Sein Einwand: Das Forscherteam um Harris nutzte ganze Knochenmarkkomponenten, statt nur die blutbildenden Stammzellen. "Die Frage ist, ob hier tatsächlich die Stammzellen aktiv sind, oder ob etwas anderes passiert." Das bedeute nicht, dass die Wandelbarkeit von Knochenmark-Stammzellen nicht in der Natur vorkommt oder sie nicht im Labor ablaufen könne. "Ich glaube daran, dass die Plastizität technisch gelingen kann", so Daley. Das könne klinisch durchaus von Nutzen sein, "aber man muss es erst noch beweisen".

Daley und Theise sind sich jedoch einig, dass die Yale-Studie begierig in der politische Debatte um embryonale versus adulte Stammzellen genutzt werden wird. Aber genau das sei der falsche Ansatz, meinen beide. "Die beiden Forschungslinien ergänzen sich", so Theise, "es geht hier nicht um das eine gegen das andere. Wenn wir eine Forschungslinie ausschließen, verlangsamen wir den Fortschritt bei beiden."

Außerdem: Obwohl die Anzeichen für die Wandelbarkeit von Knochenmark-Stammzellen stark sind, ist immer noch nicht klar, welche Möglichkeiten in adulten Stammzellen tatsächlich stecken. "Es wäre vermessen, nun zu fordern, die embryonale Stammzellenforschung aufzugeben. Der neue Knochenmark-Ansatz kann sich als reine Alchemie erweisen - oder als ganz real. Wir wissen es einfach noch nicht." (sma)