Programmierung von embryonalen Stammzellen – Chancen für regenerative Medizin

Viele große Volkserkrankungen wie beispielsweise Diabetes mellitus oder Herzinfarkte, aber auch Unfälle haben die Zerstörung von Gewebe oder ganzer Organe zur Folge.

Für die betroffenen Patienten stehen jedoch bis heute nicht genügend Spenderorgane zur Verfügung, weshalb große Hoffnungen auf der regenerativen Medizin durch Stammzellen liegen. An der Medizinischen Klinik und Poliklinik I der Universität München konzentriert sich die Arbeitsgruppe um Professor Wolfgang-Michael Franz auf die Entwicklung von Stammzelltherapien bei Herzerkrankungen.

Den Forschern ist es erstmalig gelungen, grundlegende Prozesse der Herzentwicklung auf molekularer Ebene zu entschlüsseln und dies für eine vermehrte Bildung von schlagenden Herzmuskelzellen aus embryonalen Stammzellen zu nutzen. Die Ergebnisse der Wissenschaftler wurden in der aktuellen Ausgabe von „Nature Cell Biology“ veröffentlicht.

Die Entschlüsselung dieser Prozesse der Herzentwicklung auf molekularer Ebene wurde durch Programmierung von pluripotenten Stammzellen mit einem herzspezifischen Protein ermöglicht. Pluripotente, also „zu vielem fähige“ Stammzellen finden sich im so genannten Blastozysten-Stadium der Embryonenentwicklung spätestens drei Tage nach der Befruchtung, wenn sich die Zellen bereits relativ stark spezialisiert haben. Ihre Besonderheit: Im Gegensatz zu totipotenten („zu allem fähigen“) Stammzellen im 8-Zell-Stadium können sich aus pluripotenten Zellen zwar alle Zellarten wie beispielsweise Muskelgewebe oder Nerven, jedoch kein vollständiger Organismus mehr entwickeln – eine wichtige Komponente in der derzeitigen Diskussion um embryonale Stammzellen.

Die Forschungsergebnisse der Großhaderner Forschergruppe um Professor Wolfgang-Michael Franz stellen einen Meilenstein für das Verständnis der Programmierung von Stammzellen zu Herzmuskelzellen dar. „Damit in Zukunft auch Patienten von dieser bedeutenden Entwicklung profitieren können, müssen die Ergebnisse auf so genannte saubere Zelllinien übertragen werden, die nur aus dem Ausland bezogen werden können. Gleichzeitig könnten solche Zellen auch für die Erprobung von Medikamenten eingesetzt werden. Beides setzt jedoch eine Liberalisierung der Stichtagsregelung des deutschen Stammzellgesetzes voraus“, sagt Professor Franz. Die so genannte Stichtagsregelung betrifft die Forschungsarbeit mit Zellen, die im Ausland aus überzähligen Embryonen vor dem 1. Januar 2002 hergestellt wurden.

Publikation:
„MesP1 drives vertebrate cardiovascular differentiation through Dkk-1-mediated blockade of Wnt-signalling“,
R. David, C. Brenner, J. Stieber, F. Schwarz, S. Brunner, M. Vollmer, E. Mentele, J. Müller-Höcker, S. Kitajima, H. Lickert, R. Rupp and W.-M. Franz
„Nature Cell Biology“, online seit 24. Februar 2008
doi: 10.1038/ncb1696
Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Wolfgang-M. Franz
Medizinische Klinik und Poliklinik I
(Direktor: Prof. Dr. med. Gerhard Steinbeck)
Klinikum der Universität München – Großhadern
Tel.: 089/7095-3094
E-Mail: wolfgang.franz@med.uni-muenchen.de