Stammzellen: Alleskönner in der Diskussion

Forscher der Firma Geron haben im US-Bundesstaat Georgia kürzlich ihren ersten Versuch mit aus embryonalen Stammzellen entwickelten Zellen am Menschen gestartet. Sie injizierten ihrem Probanden die Zellen in sein angerissenes Rückenmark in der Hoffnung, dass das Rückenmark so zur Neubildung von Nervenzellen angeregt werden kann. Ein Versuch, der in Deutschland nicht möglich wäre. Hier verbietet das Embryonenschutzgesetz die Nutzung embryonaler Stammzellen fast vollkommen. Doch was sind Stammzellen überhaupt? Wird heute bereits mit ihnen geheilt? Was ist Zukunftsmusik und wie sind die gesetzlichen Beschränkungen?

Embryo einer Maus im frühen Stadium. Foto: MPI Münster/G. Wu

Was sind Stammzellen?

Stammzellen sind die Ursprungszellen aller anderen Zelltypen. Zellen im frühen Embryo sind fähig, sich in alle der ungefähr 200 Zelltypen zu entwickeln. Deshalb ist das Interesse der Forscher an den „Alleskönnern“ riesengroß. Wissenschaftler trennen die Zellen aus Embryonen heraus, die aus einer Reagenzglasbefruchtung entstanden sind. Danach werden bestimmte Entwicklungsfaktoren hinzugegeben. Die so genannten embryonalen Stammzellen entwickeln sich dann gesteuert zu Nervenzellen, zu insulin-produzierenden Zellen, zu Herzmuskelzellen und vielen anderen.
Auch im entwickelten Organismus gibt es noch Stammzellen, die so genannten adulten Stammzellen. Sie sind keine Alleskönner. Sie können sich nur zu speziellen Zelltypen entwickeln. Blutbildende adulte Stammzellen sitzen zum Beispiel im Knochenmark.

Was ist heute möglich?

Stammzellen werden schon seit langem in der Medizin genutzt, allerdings nur die adulten Stammzellen. Eine Chemotherapie tötet sich schnellentwickelnde Zellen wie die blutbildenden Zellen ab. Bei Leukämie-Patienten werden diese dann durch Knochenmarkszellen einer anderen Person ersetzt. Diese müssen den Zellen des Empfängers ähnlich sein. Mediziner an den Knochenmarkbanken gewinnen die Zellen, indem sie dem Spender Wachstumshormone verabreichen, die die Knochenmarkszellen dazu bringen ins Blut auszuwandern. Aus dem Blut können die Zellen anschließend gewonnen werden.
Mit den embryonalen Stammzellen fanden bisher nur Heilversuche statt – das sind nicht standarisierte Behandlungen. Sie sind wenig aussagekräftig, weil nur wenige oder gar einzelne Patienten behandelt werden. Allerdings ist die Zurückhaltung auch verständlich, denn die Forscher haben noch lange nicht alle Probleme, die es mit den embryonalen Stammzellen gibt, im Griff.
Holger Wormer, ehemaliges Mitglied im Ethischen Arbeitskreis des Schwerpunktprogramms „Stammzellen“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) berichtet von missglückten Heilversuchen für Alzheimer-Patienten: „Die Stammzellen entwickelten sich im Gehirn des Patienten nicht wie gewünscht zu Nervengewebe, sondern bildeten Knochen.“ Dieses Teratom genannte Phänomen ist ein Nachteil der Alleskönner. Bei ihnen kann in einer spezifischen Gewebeumgebung ein ganz anders geartetes Gewebe entstehen. Wer alles kann, der kann sich auch überall hin entwickeln.
Die Forscher der Firma Geron aus den USA umgehen dieses Problem, indem sie bereits weiterentwickelte Zellen in das Rückenmark ihres Patienten geben. Doch auch hierbei kann es zu Problemen kommen, wie Bernd Giebel, Entwicklungsbiologe am Institut für Transfusionsmedizin der Uniklinik Essen, erklärt: „Nur die weiterentwickelten Zellen dürfen dem Patienten gespritzt werden. Aus der dafür genutzten Zellkultur müssen alle embryonalen Stammzellen entfernt werden.“
Nötig und auch vielversprechend: die Grundlagenforschung. An Stammzellen können die Zellbiologen nämlich nicht nur erforschen, was man mit ihnen so alles machen kann. Man kann aus Stammzellen auch verschiedene andere Zelltypen züchten und diese näher erforschen. Außerdem ist es möglich, Signalwege in Zellen und Zellverbänden näher zu untersuchen.

Was ist der gesetzliche Rahmen?

In den USA dürfen Wissenschaftler generell an humanen embryonalen Stammzellen forschen und diese aus Embryonen entnehmen. Das liegt daran, das bisher noch keine landesweite Regelung getroffen wurde. Einzig die staatliche Förderung der Stammzellforschung war durch ein Veto des Präsidenten George W. Bush eingeschränkt worden. Barack Obama hat diese Beschränkung außer Kraft gesetzt.
In Deutschland ist die Forschung an embryonalen Zellen stark durch das Embryonenschutzgesetz von 1991 eingeschränkt. Im Reagenzglas befruchtete Embryonen dürfen demnach nur zur „Herbeiführung einer Schwangerschaft“ genutzt werden. Es darf weder mit Embryonen noch mit embryonalen Zellen geforscht werden, die sich zu einem ganzen Organismus entwickeln können.
Geforscht werden darf einzig an Zellen, die dieses Potential nicht haben und aus Zelllinien stammen, die vor dem 1. Januar 2002 gewonnen wurden. Die Quelle müssen Embryonen sein, die im Reagenzglas befruchtet wurden. Außerdem muss die Forschung vom Robert-Koch-Institut genehmigt werden. Seit 2002 sind dort 54 Genehmigungen ausgesprochen worden.
Forscher versuchen dieses Gesetz zu umschiffen, indem sie adulte Stammzellen nutzen, die sie zu Vielkönnern zurückprogrammiert haben. Diese rückprogrammierten Vielkönner bezeichnet man als induziert-pluripotente Stammzellen.