Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stammzellforscher reprogrammieren erstmals ohne Gentransfer

24.04.2009
Forscher aus Kalifornien und Münster etablieren neue Methode zur Erzeugung Protein-induzierter pluripotenter Stammzellen

Einem internationalen Team von Stammzellforschern ist es erstmals gelungen, Protein-induzierte pluripotente Stammzellen (piPS) ganz ohne gentechnische Modifikationen des Erbguts zu erzeugen.

Wie die Wissenschaftler berichten, konnte die Reprogrammierung sehr junger Hautzellen von Mäusen allein durch die Zugabe von Proteinen erreicht werden. Das Team um Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster konnte die Pluripotenz, also die Alleskönner-Eigenschaft, der am kalifornischen Scripps Research Institute erzeugten Zellen nachweisen.

Die neue biochemische Methode zur Reprogrammierung von Körperzellen ist einfacher und sicherer als alle bisher bekannten Methoden. (Cell Stem Cell, 23. April 2009)

Die vorliegende Entwicklung bietet einen weiteren wichtigen Fortschritt bei der Erzeugung krebsunanfälliger Stammzellkulturen, die in der Medizin der Zukunft eine bedeutende Rolle spielen könnten. "Die Stammzellforschung mit iPS scheint derzeit regelrecht zu explodieren. Wir erleben nahezu monatlich bahnbrechende Neuerungen. Das ist großartig. Die internationale Zusammenarbeit beschleunigt diese Prozesse natürlich zusätzlich", erklärt Hans Schöler, Direktor am Münsteraner Max-Planck-Institut, der mit Sheng Ding vom Scripps Research Institute seit 2004 kooperiert. Die vorliegende Arbeit ist bereits die vierte gemeinsame Publikation beider Arbeitsgruppen.

Die Macht der Proteine

Den Wissenschaftlern am Scripps Research Institute ist es gelungen, embryonale Maus-Fibroblasten, also Frühstadien von Hautzellen, im Reagenzglas mit einem Protein-Cocktail zu versorgen, der ein Umschalten verschiedener Gene in der Erbinformation der Hautzelle zur Folge hat. Diese Umschaltung bildet die Grundlage für die Reprogrammierung der Hautzellen, die sich dann zu Alleskönner-Zellen zurück verwandeln und wieder über universelle Fähigkeiten verfügen, die als 'Pluripotenz' bezeichnet werden. Die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts stellten ihren Kollegen in den USA zunächst die Maus-Fibroblasten zur Verfügung, um später die dort reprogrammierten Zellen auf ihre Alleskönner-Qualitäten zu testen. Die erzeugten Zellen wiesen tatsächlich die typischen Eigenschaften pluripotenter Stammzellen auf. "Die Versuche zeigen eindrucksvoll, dass die Integration von Genen mittels viraler Genfähren bei Mauszellen nicht zwingend notwendig ist. Die Gabe der entsprechenden Proteine in Kombination mit einem 'small molecule' ist ausreichend um die Reprogrammierung zu initiieren", erläutert Schöler.

Dieses 'small molecule' ist eine kleine chemische Substanz, die das Andocken der Proteine an die DNA erleichtert. Bisher war in den international etablierten Methoden ein Gentransfer der Gene (Oct4, Sox2, Klf4 und cMyc) mit oder ohne Integration in der Zielzelle notwendig. Gene sind die Baupläne für Proteine. Bei den genetischen Eingriffen kann es zu einer Inaktivierung anderer Gene oder sogar zu einer Entartung der Zelle kommen. Die Zugabe von Proteinen dagegen stellt nach heutigen Kenntnissen kein Risiko für das Erbgut dar. Um die Proteine in die Mauszellen zu schleusen, nutzen die US-amerikanischen Forscher ein kurzes Verbindungsprotein (Peptid), das an die Proteine gebunden wird und den Transfer durch die Zellmembranen ermöglicht. Die Proteine haben im Plasma der Zelle eine nur kurze Überlebenszeit. Deshalb muss die Behandlung mit dem Protein-Cocktail über mehrere Tage wiederholt vorgenommen werden. Erst dann entstehen die gewünschten Stammzellkolonien.

Nach der Maus kommt der Mensch

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS und piPS) können sich zu jedem denkbaren Zelltyp, wie etwa einer Nervenzelle oder einer Leberzelle, entwickeln. Solche Zellen könnten in zukünftigen Therapien von Krankheiten wie Parkinson und Diabetes oder auch bei der Regeneration von Nervenverbindungen, zum Beispiel bei Menschen mit einer Querschnittslähmung, eine entscheidende Rolle spielen. Solche Zellersatztherapien bilden aber nur einen Bereich des Potentials von Stammzellen. Einen weiteren bedeutenden Einsatzbereich sieht die Wissenschaft in der Analyse von Krankheitsentwicklungen und der Optimierung personenspezifischer Medikation. "Die heute vorgelegten Ergebnisse stammen aus Tests an Mauszellen. Der nächste Schritt ist natürlich die Übertragung auf menschliche Zellen. Das ist etwas, was uns in Münster ab sofort beschäftigen wird", kommentiert Schöler, der sich bereits auf die für Anfang 2010 geplante Erweiterung der Stammzellforschung durch zusätzliche Fördermittel des Landes Nordrhein-Westfalen und der Max-Planck-Gesellschaft freut.

Originalveröffentlichung:

Hongyan Zhou, Shili Wu, Jin Young Joo, Saiyong Zhu, Dong Wook Han, Tongxiang Lin, Sunia Trauger, Geoffery Bien, Susan Yao, Yong Zhu, Gary Siuzdak, Hans R. Schöler, Lingxun Duan, Sheng Ding
Generation of Induced Pluripotent Stem Cells Using Recombinant Proteins
Cell Stem Cell, Online-Vorabveröffentlichung, 23. April 2009, DOI 10.1016/j.stem.2009.04.005

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Jeanine Müller-Keuker (PR-Referentin)
Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin, Münster
Tel.: +49 251 70365-325
E-Mail: presse@mpi-muenster.mpg.de

Barbara Abrell | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpi-muenster.mpg.de
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie