UNSER EXPERTE FÜR STAMMZELLFORSCHUNG

PROF. DR. MED. OLIVER BRÜSTLE
bruestle

Spezialisierungen:
Stammzellforschung, Neuroregeneration, Neuropathologie

Direktor des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie der Universität Bonn sowie Mitgründer und Geschäftsführer der Life&Brain GmbH

 

Die Mitschrift des Interviews mit Prof. Dr. med Oliver Brüstle zum Thema “Stammzellforschung”

Was sind Stammzellen? In welchen Geweben kommen sie vor?

Stammzellen haben zwei charakteristische Eigenschaften: Zum einem können sie sich dauerhaft vermehren. Zum anderen können sie in organspezifischen Organen ausreifen. Wir finden Stammzellen vor allem in solchen Gewebe und Organen, die sehr gut generieren oder die zeitlebens neue Zellen hervorbringen müssen, wie zum Beispiel die Haut, das Darmepithel oder das Knochenmark, wo ständig millionenfach neue Blutzellen gebildet werden. Unglücklicherweise haben nicht alle Gewebe diesen Stammzellpool zur Verfügung. Das ist auch der Grund, dass Gewebe wie das Nervensystem, Gehirn und Rückenmark, das Herz oder insulinproduzierendes Gewebe ein sehr geringes Regenerationspotential haben.

Was sind embryonale Stammzellen? Wie werden sie gewonnen?

Embryonale Stammzellen können aus befruchteten Eizellen gewonnen werden, wie sie etwa bei der künstlichen Befruchtung anfallen, aus sogenannten überzähligen Embryonen. Bei diesem Verfahren werden die befruchteten Eizellen über wenige Tage in der Zellkultur erhalten (=kultiviert) bis zur Ausbildung eines Keimbläschen. Wir nennen es Blastozyste. Aus der Blastozyste (aus der inneren Zellmasse dieses Gebildes) können embryonale Stammzellen isoliert und gewonnen werden. Einmal gewonnen haben diese Zellen zwei herausragende Eigenschaften: Sie können dauerhaft über viele Jahre vermehrt werden, eingefroren und wieder aufgetaucht werden und sie haben wie Zellen im frühen Embryo die Möglichkeit und Fähigkeit in verschiedenste Gewebezelltypen auszureifen. So lassen sich herz- oder blutbildende Zellen, Gehirnzellen und viele andere Zelltypen aus embryonalen Stammzellen gewinnen. Allerdings können die Zellen aus sich aus keinen ganzen Organismus bilden. Wir bezeichnen diese Zellen als pluripotente Stammzellen, weil sie diese vielen Eigenschaften der Zelldifferenzierung in sich tragen.

Warum werden embryonale Stammzellen kontrovers diskutiert?

Auf der einen Seite haben embryonale Stammzellen sehr großes medizinisches Potential gerade für Organe, die sich schlecht oder gar nicht regenerieren können. Hier besteht die möglich künstlich im Labor aus den embryonalen Stammzellen verschiedene Zelltypen herzustellen wie Herzzellen, Gehirnzellen, blutbildende Zellen, insulinproduzierende Zellen und viele andere Zelltypen. Gerade aufgrund der zunehmenden degenerativen Erkrankungen verbindet deshalb die Wissenschaft aber auch die Bevölkerung große Hoffnung mit diesem Forschungsgebiet. Auf der anderen Seite müssen für die Gewinnung der Stammzellen befruchtete Eizellen, das heißt Embryonen im frühesten Stadium herangezogen werden. Der Keim geht bei der Gewinnung von embryonalen Stammzellen zu Grunde, weshalb kontrovers diskutiert wird, ob solche Zellen überhaupt gewonnen werden dürfen und ob man sie medizinisch einsetzen soll. Letztendlich ist dies eine Abwägung zwischen der Schutzwürdigkeit des Embryos im frühen Stadium und der Möglichkeit neuer medizinischer Anwendungen zu erschliessen. Diese Abwägung ist sehr schwierig, entsprechend divers ist auch die Regelung dieses Gebietes national wie international. In Deutschland zum Beispiel dürfen embryonale Stammzellen gar nicht gewonnen werden. Es ist lediglich möglich unter strengen Auflagen aus dem Ausland bereits existierende Stammzellen zu importieren. Geregelt wird dieses sehr sensible Gebiet in Deutschland durch das Stammzellgesetz.

Was sind induziert pluripotente Stammzellen? Haben sie Vorteile?

Vor wenigen Jahren ist es Forschern aus Japan gelungen, aus Hautzellen des Erwachsenen mit Hilfe einer vorübergehenden genetischen Veränderung pluripotente Stammzellen, diese Alleskönner, künstlich zu erzeugen. Wie embryonalen Stammzellen können diese Zellen in verschiedene organspezifische Zellpopulationen ausreifen, wie beispielsweise in Herzzellen, in neuronale Zellen, insulinbildende Zellen oder in viele verschiedene Zelltypen. Da die Pluripotenz dieser Zellen künstlich im Labor induziert wurde, bezeichnen wir sie als induzierte pluripotente Stammzellen oder abgekürzt IPS-zellen. Diese IPS-Zellen haben für die Medizin ganz entscheidende Vorteile, da sie aus dem jeweiligen Patienten quasi maßgeschneidert gewonnen werden können. Würden Zellen aus IPS entwickelt werden, würden sie bei einer Transplantation nicht abgestossen werden, da sie genetisch identisch sind mit dem Empfänger. Zusätzlich sind bei der Gewinnung der Zellen keine befruchteten Eizellen erforderlich, so dass auch die ethische Problematik, wie wir sie bei der Gewinnung embryonaler Stammzellen haben, entfällt.

Warum wird sowohl an „HES“ als auch an „IPS“ geforscht?

Embryonale Stammzellen sind sozusagen die natürliche Variante der Alleskönner, der pluripotenten Stammzellen. Diese Zellen werden ja ohne genetische Veränderungen aus dem frühen Embryo gewonnen. Gleichzeitig versucht das Feld nun solche Zellen künstlich zu erzeugen über Reprogrammierung induzierter pluripotente Stammzellen immer besser herzustellen. Im Idealfall sollten diese den embryonalen Stammzellen in all ihrer Eigenschaft entsprechen und auch sicher für die Anwendung sein. Um dieses herauszufinden braucht man den direkten Vergleich zwischen induzierte pluripotente Stammzellen und embryonale Stammzellen. Das heißt, dass wir brauchen beide Forschungsgebiete, um dieses Feld voranzutreiben.

Was sind die Risiken bei der Nutzung pluripotenter Stammzellen?

Neben den allgemeinen Risiken einer Gewebetransplantation müssen hier besondere Punkte beachtet werden. Pluripotente Stammzellen sind in der Lage verschiedenste Gewebe auszubilden. Die Ausreifung dieser Zellen muss vor Transplantation im Labor ganz genau und präzise gesteuert werden. Geschieht dieses nicht, besteht das Risiko einer Tumorentwicklung. Auch genetische Veränderungen die während der Reprogrammierung oder im Verlauf der Vermehrung der Zellen im Labor auftreten, bergen ein mögliches Tumorrisiko und müssen deshalb sehr genau kontrolliert werden.

Wo werden Stammzellen heute bereits klinisch eingesetzt?

Stammzellen aus dem Knochenmark und aus Nabelschnurblut werden bereits seit vielen Jahren klinisch eingesetzt. Vor allem um das blutbildende System aufzubauen, etwa nach einer Krebsbehandlung in deren Verlauf das blutbildende System zerstört wird. Auch aus anderen Geweben sind Stammzellen bereits im klinischen Einsatz. Beispielsweise aus der Haut. Man kann heute mit Hilfe von Hautstammzellen kleinere Hautabschnitte bereits künstlich im Labor erzeugen und damit beispielsweise Verbrennungsopfer zu behandeln. Auch Stammzellen aus dem Hornhautrand sind im klinischen Einsatz, zum Beispiel zur Versorgung anderwärtige nicht behandelbarer Hornhautläsionen. Was embryonale Stammzellen angelangt, ein noch junges Gebiet, hier gibt es erste klinische Studien beispielsweise zur Behandlung von Netzhauterkrankungen, der sogenannten altersbedingten Makuladegeneration. Eine Erkrankung des Auges, die bei älteren Patienten zu Erblindung führen kann. Weitere Studien zum Beispiel zum Zellersatz bei der Parkinson-Erkrankung sind in Vorbereitung.

Eignen sich Stammzellen für die Medikamentenentwicklung?

Das ist ein sehr spannendes und viel versprechendes neues Gebiet. Bislang wurden die Wirkstoffe überwiegend an Zellen tierischen Ursprungs oder an menschlichen Tumorzelllinien untersucht, die mit dem erkrankten menschlichen Gewebe sehr wenig zu tun haben und deshalb nur eingeschränkte Aussagen über Wirksamkeit und Nebenwirkungen zulassen. Mit Hilfe pluripotente Stammzellen ist es nun möglich, beliebige gewebespezifische Zellen menschlichen Ursprungs künstlich im Labor zu erzeugen. Im Falle können IPS-Zellen sogar vom jeweiligen Patienten und damit Wirkstoffforschung zu betreiben. So ist es zum Beispiel möglich, aus Patienten mit neurologischen oder auch mit Herzerkrankungen entsprechende Zellen künstlich im Labor herzustellen und erstmals an diesen von der Krankheit betroffenen Zellen Wirkstoffforschung zu betreiben, die Entstehung der Erkrankung zu erforschen und Wirkstoffe zu testen.

Wo finde ich verlässliche Informationen zu Stammzelltherapien?

Gerade was vermeidliche Stammzelltherapien anbelangt, gibt es leider auch eine große Zahl unlauterer Angebote. Deshalb ist es wichtig, verlässliche und objektive Informationen über dieses Gebiet zu haben. Das Kompetenznetzwerk Stammzellforschung Nordrhein-Westfalen hat es sich zur Aufgabe gemacht, Experten wie Laien umfassend zu diesem Gebiet zu informieren. Die Homepage dieses Netzwerks hat auch Links zu anderen internationalen Netzwerken und den entsprechenden Fachgesellschaften. Sie finden diese Informationen unter: www.stammzellen.nrw.de

Was sind die offenen Fragen in der Stammzellforschung?

Zum einen versucht dieses Feld natürlich diese neuen Stammzellpopulationen, pluripotente Stammzellen, das heißt, embryonale Stammzellen und induzierte pluripotente Stammzellen, in die klinische Anwendung zu bekommen. Das ist eine große Herausforderung, zu deren Lösung Grundlage-Wissenschaftler und Kliniker eng zusammen arbeiten müssen. Gleichzeitig forscht man nach noch neueren Methoden, zur Gewinnung solcher Ersatzzellen. Wir können heutzutage auch auf direktem Wege, beispielsweise aus Hautzellen oder Blutzellen Gehirnzellen herstellen ohne den Umweg über diese Alleskönner, über pluripotente Stammzellen zu gehen. Das ist ein Gebiet, welches sich sehr rasant entwickelt und die Perspektive in Zukunft im Organismus direkt von einem Zelltyp in den andere umzuwandeln, so dass gar keine Transplantation von Nöten wäre.

Was passiert bei einer Transplantation von Stammzellen?

Die Transplantation von Stammzellen unterscheidet sich grundlegend von der Organ-Transplantation. Es geht bei der klinischen Nutzung von Stammzellen nicht um die Züchtung ganzer Organe. Vielmehr geht es darum, Stammzellen in geschädigte Organe einzuschleusen, um dort vor Ort ausgefallene Zellen zu ersetzen. Das heißt man transplantiert nicht Organe oder Gewebeabschnitte, sondern man injiziert Stammzellen als Zelllösung bzw. Zellsuspension in die betroffene Organe oder ins Blutsystem.

Quelle:  Mitschrift des Frag-den-Professor.de – Experten-Interviews mit Herrn Prof. Dr. med. Oliver Brüstle zum Thema Stammzellforschung aufgenommen als Video im Januar 2015


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