Stammzelltherapien sollen sicherer werden

Finnische, deutsche und kanadische Forscher untersuchten, inwieweit bei der Herstellung induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS) durch Reprogrammierung adulter Stammzellen genetische Mutationen auftreten. Ziel der Studie, die jüngst im Fachblatt Nature vorgestellt wurde, is...

Finnische, deutsche und kanadische Forscher untersuchten, inwieweit bei der Herstellung induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS) durch Reprogrammierung adulter Stammzellen genetische Mutationen auftreten. Ziel der Studie, die jüngst im Fachblatt Nature vorgestellt wurde, ist es, den Reprogrammierungsprozess besser zu verstehen und die Herstellung von Stammzellen und Stammzelltherapien sicherer zu machen. Finanziert wurde die Studie teilweise durch das Programm ESTOOLS (Platforms for biomedical discovery with human ES [embryonic stem] cells), das mit 12 Mio. EUR aus dem Themenbereich "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) gefördert wurde. ESTOOLS brachte 22 Experten aus 8 EU-Mitgliedstaaten - unter anderem aus der Tschechischen Republik, Finnland, Schweden und dem Vereinigten Königreich - sowie aus Israel und der Schweiz zusammen.

Unter Leitung des Stammzellforschungszentrums Biomedicum der Universität Helsinki, Finnland, und des Samuel Lunenfeld-Forschungsinstituts am Mount Sinai Hospital, Kanada, zeigten die Wissenschaftler, dass bei der Erzeugung von iPS-Zellen im Verlauf der Reprogrammierung DNA-Schäden auftreten können. iPS-Zellen werden durch Expression spezieller Gene von außen "angeregt", sich in beliebige Zelltypen zu verwandeln, die dann in der regenerativen Medizin bzw. Zelltherapie eingesetzt werden können.

Auslöser der Schäden im zellulären Erbgut sind Umlagerungen von DNA-Bausteinen und Genkopiezahlvarianten (copy number variations, CNV), wobei Abschnitte auf bestimmten Chromosomen entweder verloren gehen oder vervielfacht werden. Diese Variabilität kann einerseits erblich bedingt sein, aber auch durch Spontanmutationen entstehen.

"Unsere Analysen zeigten, dass die Reprogrammierung selbst Auslöser für genetische Veränderungen sein kann, was befürchten lässt, dass die entstandenen Zelllinien Mutationen bzw. Defekte aufweisen", erklärt Dr. Andras Nagy, Studienleiter am Lunenfeld-Institut. "Solche Mutationen könnten die Eigenschaften der Stammzellen verändern und damit ihre Einsatzmöglichkeiten beeinträchtigen, beispielsweise bei der Heilung degenerativer Erkrankungen und der therapeutischen Wirkstoffentwicklung. Langfristig wird diese Entdeckung von Bedeutung sein, wenn es um den Einsatz solcher Zellen in der Regenerativmedizin geht."

Seinem Kollegen, dem promovierten Wissenschaftler Dr. Samer Hussein zufolge verdeutliche die Studie, wie wichtig es sei, "die genetische Beschaffenheit der erzeugten iPS-Zelllinien strengstens zu kontrollieren, vor allem, weil derzeit Bestrebungen laufen, allein die Reprogrammierung effizienter zu machen".

Zur Veranschaulichung fährt er fort: "Wird nur die Effizienz der Reprogrammierung verbessert, könnte dies das Ausmaß der DNA-Schäden vergrößern und damit die Qualität der Zellen verringern."

Die Hoffnungen für den Einsatz von Stammzellen in der Regenerativmedizin (Stammzelltherapien) sind hoch, und das gilt auch für die Entwicklung neuer Wirkstoffe und die Prävention oder gar Therapie von Krankheiten wie Parkinson, Rückenmarksverletzungen und Makuladegeneration. Mit der Herstellung der viel versprechenden Zellen wurde zugleich aber auch die Büchse der Pandora geöffnet - ethische Aufsichtsbehörden melden große Bedenken an. Nach Dafürhalten der EU, der kanadischen Gesundheitsbehörde Health Canada sowie der US-amerikanischen Nahrungs- und Arzneimittelbehörde FDA handele es sich bei Stammzellen um Medikamente, die der staatlichen Regulierung unterliegen.

"Die Erkenntnisse machen deutlich, dass in genomweiten Analysen die genetische Qualität der iPS-Zellen geprüft werden muss, um zu vermeiden, dass Zellen für klinische Anwendungen und/oder Analysen freigegeben werden, deren Erbgut durch die Reprogrammierung geschädigt ist", so Dr. Nagy.

Dr. Timo Otonkoski vom Biomedicum Stem Cell Centre zufolge sei diese Forderung durch die "schnelle technologische Entwicklung bei genomweiten Analysen inzwischen durchaus realistisch, und wenn die Methoden weiterentwickelt werden, kann das Risiko von DNA-Schäden bei der Erzeugung von Pluripotenz minimiert werden."Weitere Informationen unter: Nature: http://www.nature.com/nature/index.html Biomedicum Stem Cell Centre: http://research.med.helsinki.fi/neuro/Otonkoski/ ESTOOLS: http://www.estools.eu/

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