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Humane embryonale Stammzellen im Vergleich

14.12.2010
Pluripotente Stammzellen können heutzutage auf unterschiedlichen Wegen gewonnen werden. Ob sie sich deshalb in ihren Fähigkeiten unterscheiden – das untersuchen Wissenschaftler der Universität Würzburg in einem neuen Forschungsprojekt. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie sich zwei embryonale Stammzelltypen in geschädigtem Nervengewebe verhalten.

Die Genehmigung ist noch ganz frisch: Am 30. November hat das dafür zuständige Robert-Koch-Institut in Berlin einem Forschungsprojekt der Universität Würzburg zugestimmt, bei dem humane embryonale Stammzellen zum Einsatz kommen.

Verantwortlich für dieses Projekt sind der Stammzellforscher Professor Albrecht Müller und die Professorin Anna-Leena Sirén aus der Neurochirurgischen Klinik. Die Würzburger Uni ist damit erst die zweite Einrichtung in Bayern, die eine solche Genehmigung für Arbeiten mit humanen embryonalen Stammzellen erhalten hat.

Müller und Sirén wollen untersuchen, inwieweit Stammzellen in der Lage sind, geschädigtes Nervengewebe zu reparieren. Sie interessiert insbesondere die Frage, ob sich Stammzellen, die auf unterschiedlichem Weg gewonnen wurden, dabei auch unterschiedlich verhalten.

„Wir vergleichen parthenogenetisch erzeugte pluripotente Stammzellen mit embryonalen Stammzellen“, erklärt Albrecht Müller. „Wir wollen wissen, ob sie sich bezüglich ihrer Fähigkeit unterscheiden, sich in verschiedene Zellen des Nervensystems zu differenzieren – und zwar sowohl in Zellkultur als auch im lebenden Organismus“, so Müller weiter.

Die Stammzell-Arten

Humane parthenogenetisch erzeugte pluripotente Stammzellen (hpPS-Zellen): Parthenogenese ist der wissenschaftliche Ausdruck für Jungfernzeugung. Bezeichnet wird damit der Fall, dass sich ein Embryo aus einer unbefruchteten Eizelle entwickelt. Anders als bei einer normalen Befruchtung, verschmelzen bei der Parthenogenese nicht Ei- und Samenzelle miteinander und somit auch nicht männliches und weibliches Erbgut. Stattdessen ist das gesamte Erbgut des Embryos allein weiblichen Ursprungs. Wissenschaftlern ist es vor einigen Jahren gelungen, bei menschlichen Eizellen eine Parthenogenese künstlich einzuleiten und somit parthenogenetische Stammzellen zu gewinnen.

Embryonale Stammzellen (hES-Zellen) hingegen tragen sowohl väterliches als auch mütterliches Erbgut in ihrem Zellkern. Nach einer Teilung können sich ihre Tochterzellen entweder wieder zu Stammzellen entwickeln oder sich gewebespezifisch, beispielsweise zu Herz-, Nerven-, Haut- oder Muskelzellen, differenzieren.

Die Vorgehensweise

„In unserem Forschungsprojekt werden wir zum Einen beide Zelltypen im Labor dazu anregen, sich zu Vorläuferzellen des Nervensystems und zu verschiedenen Nervenzelltypen zu differenzieren“, erklärt Müller. Diese Zellen sollen anschließend umfassend bezüglich ihrer biochemischen, molekularen und elektrophysiologischen Eigenschaften charakterisiert werden. Zum Anderen wollen Müller und Sirén im Tierversuch untersuchen, ob sich die Zellen im Körper identisch verhalten oder ob sie dort Unterschiede zeigen. Eingesetzt werden sie bei einem experimentellen Mausmodell für Hirnläsion.

„Es besteht der Verdacht, dass Zellen, die nur das mütterliche Gen in ihrem Erbgut tragen, sich anders verhalten als Zellen, die jedes Gen in doppelter Ausführung mitbekommen haben – sowohl vom Vater als auch von der Mutter“, sagt Müller. Sollten solche Unterschiede bestehen, müssten sie sich in den Versuchen der beiden Wissenschaftler zeigen.

Die Bewertung

„Die umfassende Charakterisierung der aus beiden Zelltypen gewonnenen neuralen Zellen wird voraussichtlich wichtige Aussagen darüber erbringen, ob sich beide Zelltypen gleichermaßen als Ausgangsmaterial für die Gewinnung humaner neuraler Zellen eignen oder ob hpPS-Zellen ein eingeschränktes neurales Entwicklungspotential aufweisen“, heißt es in dem Genehmigungsschreiben des Robert-Koch-Instituts. Die Forschungsarbeiten seien nach Aussagen der Gutachter auch dazu geeignet herauszufinden, ob sich aus hpPS-Zellen gewonnene neurale Zellen prinzipiell für zelltherapeutische Ansätze im Zentralen Nervensystem eignen könnten.

Sowohl die Zentrale Ethikkommission für Stammzellforschung als auch das Robert-Koch-Institut kommen deshalb zu dem Schluss, dass die Arbeit der beiden Würzburger Forscher einen wichtigen Beitrag leiste „im Rahmen der Grundlagenforschung sowie der Erweiterung von Kenntnissen bei der Entwicklung diagnostischer, präventiver oder therapeutischer Verfahren zur Anwendung beim Menschen“.

Kontakt

Prof. Dr. Albrecht Müller, T: (0931) 201-45848, E-Mail: albrecht.mueller@uni-wuerzburg.de

Prof. Dr. Anna-Leena Sirén, T: (0931) 201-24 579; E-Mail: Siren.A@nch.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | Uni Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

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