Wissenswert

Hessischer Rundfunk
hr2-kultur
Redaktion: Dr. Karl-Heinz Wellmann
Wissenswert
Stammzellzauber
Von Karl-Heinz Wellmann
Mittwoch, 25.04.2012, 08.40 Uhr, hr2-kultur
Sprecher: Karl-Heinz Wellmann
12-042
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Anmod.
Am 25. April 2002 – heute vor genau zehn Jahren – beschloss der Deutsche
Bundestag ein Strafgesetz speziell für die Stammzellforschung. Embryonale
Stammzellen dürfen seitdem nicht mehr nach Deutschland eingeführt werden,
sie dürfen in Deutschland nicht hergestellt werden, und im Labor darf mit ihnen
auch nicht geforscht werden. Im Grundsatz zumindest. Ausnahmen von diesem
Verbot sind laut Stammzellgesetz nämlich erlaubt, allerdings nur nach genauer
fachlicher Prüfung und im Rahmen hochrangiger Forschungsziele. Der
Abstimmung im Bundestag vorausgegangen war ein heftiger Streit darüber,
welche Konsequenzen eine solche Beschränkung der Forschungsmöglichkeiten
in Deutschland haben werde. Karl-Heinz Wellmann hat bei zwei Experten
nachgefragt, welche Entwicklung die Stammzellforschung in Deutschland
genommen hat.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------O-Ton 1
"Der Kreis der embryonalen Stammzellforscher ist relativ gering in Deutschland
– und klein geblieben."
Autor
Sagt Professor Jürgen Hescheler vom Institut für Neurophysiologie am
Universitätsklinikum in Köln. Dort züchtet er funktionstüchtige Herzzellen aus
embryonalen Stammzellen.
O-Ton 2
"Sehr viele Stammzellforscher sind zum damaligen Zeitpunkt in die so genannte
adulte Stammzellforschung, die bei weitem nicht das selbe Potential hat wie die
embryonale Stammzellforschung, gegangen, da hat es keine Beschränkungen
gegeben, da konnte dann schneller und besser geforscht werden. Auch von den
Drittmittel-Geldgebern hatte man den Eindruck, dass sehr viel mehr Geld in die
adulte Stammzellforschung gegangen ist und weniger in die embryonale
Stammzellforschung."
Autor
Stammzellen sind, wie der Name schon andeutet, jene Zellen, von denen alle
anderen Körperzellen abstammen, aus denen also alle andere Zelltypen
Seite 3
hervorgehen können. Embryonale Stammzellen sind in der Lage, sich zu allen
Organen weiterzuentwickeln, aus denen ein Tier oder ein Mensch besteht.
O-Ton 3
"Ganz am Anfang des Lebens ist die Befruchtung der Eizelle, dann hat man eine
einzige Zelle, die sich dann teilt, und nach mehreren Teilungsstufen zu dem
sehr frühen Blastozysten-Stadium kommt. Das ist eine bläschenförmige
Struktur, die sich in die Gebärmutter einnistet. In dieser Blastozyste sind
ungefähr 100 Zellen, man spricht da von der inneren Zellmasse oder den
embryonalen Stammzellen, und aus diesen Zellen entsteht unser kompletter
Körper."
Autor
Wenn embryonale Stammzellen aus einer solchen Blastozyste des Menschen
entnommen werden, dann können sie sich zwar noch in die spezialisierten
Zellen aller Organe des Menschen fortentwickeln. Aber nicht mehr zu einem
kompletten Menschen.
Dass embryonale Stammzellen im Labor problemlos am Leben erhalten werden
können, das ist nicht zuletzt der Fortpflanzungsmedizin zu verdanken, der Invitro-Fertilisation. Um Eizellen außerhalb des menschlichen Körpers
erfolgreich befruchten zu können, musste man Techniken entwickeln, um diese
Zellen im Labor zu kultivieren. Und auch die Stammzellen, die für die Forschung
genutzt werden, sind ein Nebenprodukt der Fortpflanzungsmedizin. Jürgen
Hescheler.
O-Ton 4
"Das heißt also, wenn ein Ehepaar, die auf natürliche Weise keine Kinder
bekommen, trotzdem einen Kinderwunsch haben, können der Frau Eizellen
entnommen werden, und üblicherweise werden etwa 10 Eizellen entnommen.
10 Kinder wären zu viel, das heißt man befruchtet zunächst einmal 2 oder 3
Eizellen, und pflanzt die befruchteten Eizellen in die Gebärmutter der Frau ein.
Wenn das bei diesem ersten Versuch schon funktioniert, dann hat man 7 oder 8
Eizellen übrig. Die werden für eine Entwicklung von Blastozysten in der
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Zellkultur genommen, aus den Blastozysten wird die innere Zellmasse entfernt,
und aus dieser inneren Zellmasse entsteht schließlich eine Kultur von
embryonalen Stammzellen."
Autor
Der Kölner Physiologe und Herzforscher Jürgen Hescheler war Anfang 2003
nach seinem Bonner Kollegen Oliver Brüstle der zweite deutsche Wissenschaftler, dem die Forschung an embryonalen Stammzellen erlaubt wurde. Zum
einen optimiert seine Arbeitsgruppe gewissermaßen das Handwerkszeug des
Stammzellforschers: Wie müssen embryonale Stammzellen behandelt werden,
damit aus ihnen verlässlich Herzmuskelzellen hervorgehen? Welche Gene
werden im Verlauf dieser Spezialisierung aktiviert oder abgeschaltet – und zu
welchem Zeitpunkt?
O-Ton 5
"Das andere, auch noch sehr wichtige Ziel ist, dass man mit den embryonalen
Stammzellen auch in die Klinik geht, das heißt, dass man Zellen nachzüchtet,
außerhalb des Körpers, in unserem Fall zum Beispiel die Herzmuskelzellen,
und dass man diese Zellen dann durch eine Injektion in das kranke Organ
hineinbringt."
Autor
An Mäusen ist diese Vorgehensweise bereits erprobt. So konnte in Köln
beispielsweise nachgewiesen werden, dass sich die Lebenserwartung von
Mäusen nach einem Herzinfarkt verbessert, wenn man ihnen im Labor
hergestellte Herzzellen injiziert, Herzzellen, die man aus embryonalen
Stammzellen gewonnen hat.
O-Ton 6
"Ja, das konnten wir zeigen. Das war einer der ersten Versuche gewesen, dass
wir gezüchtete Herzzellen bei der Maus nach einem künstlich herbeigeführten
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Herzinfarkt in den Herzmuskel injiziert haben – da haben wir eine signifikante
Verbesserung der Überlebensrate gefunden.
Autor
Außerdem hat das Herz der so behandelten Mäuse auch wieder kräftiger
gepumpt als zuvor. Nun haben Mäuse aber ein ziemlich kleines Herz. Deswegen
müssten im nächsten Schritt die Experimente an größeren Herzen wiederholt
werden, konkret: an Schweineherzen. Erst danach könnte man daran denken,
die Methode auch an einem Menschen zu erproben. Für die Fortsetzung der
Studien am so genannten Großtier-Modell fehlt allerdings derzeit das Geld. Und
so lange das Geld fehlt, bleibt es ein schöner wissenschaftlicher Traum: Der
Traum, dass man eines Tages die nach einem Infarkt abgestorbenen
Herzmuskelzellen ersetzen kann durch im Labor nachgezüchtete Abkömmlinge
von embryonalen Stammzellen. Doch es gibt eine Alternative: die so genannten
adulten Stammzellen.
O-Ton 7
"Grundsätzlich nehmen wir Patienten-eigene, also Menschen-eigene Zellen die
wir entweder aus dem Knochenmark der Patienten gewinnen oder aus dem
Blut."
Autor
Sagt Professor Andreas Zeiher; er ist Direktor der Herzklinik der Frankfurter
Universität. Adulte Stammzellen sind – wörtlich genommen – erwachsene
Stammzellen, also Stammzellen, die zum Beispiel im Blut oder im
Knochenmark eines Erwachsenen vorkommen. Solche adulten Stammzellen
werden in der Frankfurter Universitätsklinik bereits seit einigen Jahren zur
Therapie des Herzinfarktes genutzt. Zur Therapie des Herzinfarktes beim
Menschen.
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O-Ton 8
"Wir nehmen die Zellen aus dem Knochenmark, mit einer ganz normalen
Absaugung von Knochenmark, unter örtlicher Betäubung, und dann werden die
Zellen im Blutspendedienst, der für solche Verfahren ausgerüstet ist, wie wir
sagen: aufgereinigt. Wir wollen nur eine besondere Zellfraktion haben, und dann
enden wir so mit ungefähr 200 bis 300 Mio. Zellen, die nach 2- bis 3stündiger
Aufreinigung direkt in das Herz wieder eingespritzt werden. Die Zellen werden
nicht länger aufbewahrt, sie werden auch nicht kultiviert, oder zum Wachstum
angeregt – wir nehmen sie so, wie wir sie aus dem Knochenmark rauskriegen,
aber nur bestimmte Zellen. Wir wollen natürlich keine Entzündungszellen da
reinspritzen."
Autor
Stammzellen abzusaugen, das ist seit Jahrzehnten an vielen Kliniken aus Sicht
der Ärzte ein Routineeingriff; allerdings ist er nicht als "Stammzellgewinnung"
bekannt geworden, sondern als "Knochenmarkspende".
O-Ton 9
"Das sind mehr oder weniger die gleichen Zellen, die pro Tag 200 Milliarden
neue Blutzellen machen. Es sind die klassischen Blutstammzellen die das
Knochenmark ja vorhält, um uns Tag für Tag mit neuen Blutkörperchen zu
versorgen. Nur: Die Funktionen, die wir jetzt uns von ihnen wünschen, ist eben
nicht, dass sie im Herzen Blutzellen machen, sondern dass sie ihre
Wachstumsfaktoren und Schutzfaktoren für den Herzmuskel freisetzen und
damit die Heilung des Herzinfarktes begünstigen."
Autor
Adulte Stammzellen sind hier also eine Art Arzneimittel. In diesen Stammzellen
befinden sich körpereigene Wirkstoffe, die ins Herz hinein gebracht werden; mit
ihrer Hilfe werden die Selbstheilungskräfte des Körpers unterstützt. Warum
aber können blutbildende Stammzellen in einer solchen Notsituation dem
Herzen zu Hilfe kommen?
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O-Ton 10
"Das ist ein Mechanismus, den wir in den letzten 6, 8 Jahren verstanden haben,
der von der Natur wohl vorgesehen wurde, um kleinere oder kleinste Schäden
zu reparieren. Diese Zellen schwimmen auch zum Teil im Blut und können
somit Zugang haben zu vielen Organen und dort vielleicht kleinere Schäden
reparieren. Natürlich, wenn solch ein Gau eintritt wie ein Herzinfarkt, wo
Milliarden Herzmuskelzellen zugrunde gehen, da reicht das nicht aus und
deswegen versuchen wir, den von der Natur erfundenen
Reparaturmechanismus einfach zu verstärken, indem wir die Zellen aus dem
Knochenmark herausnehmen und dann direkt ins Herz einbringen."
Autor
Dieser Umgang mit adulten Stammzellen beruht also auf einem völlig anderen
therapeutischen Konzept, als man es bei den embryonalen Stammzellen zu
entwickeln versucht. Andreas Zeiher.
O-Ton 11
"Was wir gelernt haben, sowohl aus unseren klinischen Untersuchungen als
auch aus Tierexperimenten, ist, dass die Zellen sich sicherlich nicht langzeit
einbauen in das Herz selbst und dort dann selbst zu Herzmuskelzellen werden.
Sie müssen ungefähr 3 bis 4 Wochen dort bleiben, und so lange setzen sie
Schutzfaktoren für das Herz und Wachstumsfaktoren für die Gefäßneubildung
frei, und damit wird der körpereigene, von der Natur her schon erfundene
Reparaturprozess des Herzens – insbesondere beim frischen Herzinfarkt –
verbessert und verstärkt. Aber man darf nicht glauben, dass die Zellen sich
selbst umwandeln in großen Mengen zu Herzmuskelzellen und deshalb an der
Pumpfunktion was ändern."
Autor
Die Stammzelltherapie ist aber auch am Frankfurter Universitätsklinikum noch
kein Standard-Heilverfahren. In der Regel warten die Ärzte nach einem akuten
Herzinfarkt drei bis vier Tage, ob die normale Therapie bereits den gewünschten
Erfolg bringt, also zum Beispiel die klassischen Herzmedikamente. Erst wenn
die Herzfunktion zwischen dem 4. und 7. Tag nach einem Infarkt noch immer
eingeschränkt ist, wenn sich mittelfristig eine Herzschwäche zu entwickeln
droht, dann erst ziehen die Ärzte die Stammzelltherapie als zusätzliche
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Maßnahme in Erwägung. Der Frankfurter Kardiologe Andreas Zeiher ist sich
zwar sicher, dass das von ihm in den vergangenen rund 10 Jahren maßgeblich
mitentwickelte Therapiekonzept für einzelne Herzpatienten nützlich ist. Das
ging bereits im Jahr 2010 aus einer klinischen Studie an 204 Frankfurter
Patienten hervor. Was aber noch fehle, sei eine richtig große Studie.
O-Ton 12
"Wir hier in Frankfurt haben ungefähr fast 1000 Patienten behandelt, im HerzKreislauf-Bereich, weltweit sind im Herz-Kreislauf-Bereich weit über 10.000 /
15.000 Patienten behandelt worden. Ich bin aber weiterhin der Meinung, dass es
noch kein etabliertes Behandlungsverfahren ist. Wir müssen in einer großen
Studie zeigen, dass die Patienten durch die Behandlung länger leben und
weniger Herzschwäche ausbilden, und gottseidank hat diese große Studie jetzt
angefangen. Es ist eine europaweite Studie mit 3000 Patienten, wo
nachgeschaut wird, wie viele nach 3 Jahren nach dieser Behandlung verstorben
sind – bzw. mehr überlebt haben, was wir hoffen. Sinnigerweise wird diese
Studie von der Europäischen Union finanziert, denn Stammzellen aus dem
eigenen Knochenmark von Patienten sind nicht patentierbar, Sie finden daher
auch keine Industrie, die sich da drauf stürzt, um ein Geschäft draus zu machen.
Ich denke, in 4 Jahren wissen wir dezidiert, ob der Ansatz tatsächlich den
Menschen nutzt, das ist auch das was an vorderster Stelle stehen muss, auch
vor allen persönlichen Eitelkeiten und vor jeder Diskussion, welche Zelle ist
denn besser als die andere."
Autor
Die embryonalen Stammzellen sind derzeit von der Anwendung am Menschen
noch weit entfernt – die weltweit erste klinische Studie mit vier Querschnittgelähmten wurde Ende 2011 erfolglos abgebrochen. In ihr hatte man den
Einsatz von gezüchteten Nervenzellen testen wollen. Allerdings hat die Arbeit
mit embryonalen Stammzellen zumindest die Grundlagenforschung
vorangebracht, nicht zuletzt auf dem Gebiet der Krebsforschung. Erforscht
wurde zum Beispiel die Frage, wann und wie Gene in einer Krebszelle aktiviert
oder abgeschaltet werden, erläutert der Kölner Physiologe Jürgen Hescheler.
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O-Ton 13
"Man hat wirklich sehr wegweisende Erkenntnisse gefunden, die die Forschung
insgesamt sehr beflügelt haben. Da gehört beispielsweise auch die Tumorforschung dazu. Man hat festgestellt, dass der Tumor sich wie fast ein eigener
Embryo verhält, das heißt, er hat auch seine eigenen Stammzellen aus denen
der Tumor entsteht. Die Tumorstammzelle, das hat man gelernt. Es wird auch
diskutiert, dass die adulten Stammzellen womöglich genau das Repertoire sind,
aus denen die Tumorstammzelle und der Tumor entsteht; man hat auch sehr
viel zu Signalwirkungen gelernt, wie interagieren die Zellen, wie bewirken die
Zellen es, dass sie sich in eine bestimmte Richtung entwickeln, man hat viel zur
Genetik gelernt, welche genetischen Grundlagen sind vorhanden. Diese
Forschung ist durch die Arbeit an embryonalen Stammzellen sehr beflügelt
worden."
Autor
Der Frankfurter Herzforscher Andreas Zeiher sieht den Nutzen der
embryonalen Stammzellforschung sogar ganz generell darin, dass man zu
verstehen lernt, welche Erbanlagen die Organe eines Menschen gewissermaßen
steuern. Außerdem ist es inzwischen möglich, auch aus adulten Stammzellen
funktionstüchtige spezialisierte Körperzellen heranzuziehen, der Fachausdruck
hierfür lautet: induzierte pluripotente Stammzellen. Man könnte in Zukunft
solche Zellen beispielsweise von Patienten mit einer angeborenen
Herzrhythmusstörung heranzüchten. Danach könnte es gelingen, die
fehlerhaften Erbanlagen zu identifizieren; und schließlich könnte man ein
Medikament entwickeln, das bei solchen Patienten eingesetzt werden kann und
der Fehlfunktion gegensteuert.
O-Ton 14
"Persönlich bin ich ganz froh, dass dieses Schwarzweiß-Denken zwischen
embryonalen und erwachsenen Stammzellen endlich aufgehört hat. Die
embryonalen Stammzellen werden meiner Meinung nach nie eine klinische
Anwendung am Herzen finden, weil das Risiko einfach zu groß ist, dass man mit
diesen Zellen Tumoren produziert, weil wenn nur eine Zelle übrigbleibt, die
nicht zur Herzmuskelzelle wird, dann kann daraus ein Tumor entstehen. Das
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passiert dann nach 10, 15 Jahren – wenn Sie sich vorstellen, wie lange sie
Sicherheitsprüfungen machen müssten, um das auszuschließen, dann ist das
etwas, was einfach für Patienten in Zukunft nicht infrage kommt. Aber: Man
kann natürlich die embryonalen Stammzellen dazu benutzen, zu verstehen, wie
eine Zelle was werden kann, denn das ist ja die eigentliche Funktion der
embryonalen Stammzelle, dass sie direkt zu Herzmuskelzellen, Gefäßmuskelzellen, Hirnzellen werden kann. Aber der klinische Einsatz ist in meinen
Augen in absehbarer Zeit absolut irreal und nicht möglich."