Stammzellen: Prominenter Faktor erst später im Spiel

<ic:message key='Bild vergrößern' />

Mäusembryonen, bei denen die Anlagen für den späteren Fetus grün eingefärbt sind. Fehlt der Stammzellfaktor Oct4 (Mitte und rechts), hat das auf die Embryonalentwicklung keinen Einfluss. Entscheidend ist Oct4 für die Herstellung von pluripotenten Stammzellen. Quelle: MPI Münster / G. Wu

13.08.2013  - 

Mit einem Vierer-Mix aus Molekülen Körperzellen zu Alleskönnern umprogrammieren – das ist das Rezept für induzierte, pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Die bereits mit dem Nobelpreis gekrönte Methode hat die Stammzellforschung revolutioniert. Eine der vier Zutaten des Pluripotenz-Gebräus ist das Molekül mit dem Kürzel Oct4. Forscher um Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin haben jedoch beobachtet: Oct4 wird nicht benötigt, damit sich aus einer Eizelle ein kompletter Organismus entwickeln kann. Oct4 bewirkt also keine Totipotenz. Wie die Forscher in Nature Cell Biology (2013, Online-Vorabveröffentlichung) berichten, funktioniert die Reprogrammierung einer Eizelle durch Befruchtung oder Klonen damit anders als bei der Herstellung von iPS-Zellen.

Mehr zum Thema auf biotechnologie.de

News: Burgerfleisch aus dem Labor News: Gemischte Reaktionen auf geklonte Embryonen Dossier: Regenerative Medizin: Heilen mit Zellen

Entwicklungsbiologen haben Oct4 schon lange eine wichtige Rolle in der frühsten embryonalen Entwicklung zugeschrieben. Immerhin ist das Protein schon in der Eizelle vorhanden. Um den Einfluss von Oct4 im Übergang von Totipotenz zu Pluripotenz zu untersuchen, mussten die Max-Planck-Forscher Oct4 in der Eizelle ausschalten. Hierzu züchteten sie mithilfe gentechnischer Tricks eine Mauslinie, der das Protein Oct4 nur in den Eizellen fehlt. „Entgegen der Annahme, dass Oct4 wichtig für die ersten Entwicklungsschritte ist, waren die Mäuse ebenso fruchtbar wie die mit Oct4“, so der Forscher Guangming Wu. „Die Fähigkeit, die befruchtete Eizelle zur Totipotenz zu aktivieren, wie es bei der normalen Befruchtung geschieht, war also nicht beeinträchtigt“, sagt Wu.

Oct4 kein Totipotenzfaktor

Außerdem wurde lange vermutet, dass in Zellen des frühen Embryos die Balance zwischen dem Protein Oct4 und seinem Gegenspieler, dem Protein Cdx2, deren Schicksal bestimmt. Durch Oct4 sollten sie demzufolge zu Zellen des Embryonalknotens werden, aus dem später der Fetus entsteht. Cdx2 würde sie sie in Zellen des Trophoblasten verwandeln, einem späteren Bestandteil der Plazenta. Folglich müsste ohne Oct4 eine leere Trophoblastenhülle entstehen. Tatsächlich bildete sich trotz des Fehlens von Oct4 ein Embryo mit einem Embryonalknoten. Allerdings verloren die Zellen recht schnell ihre Pluripotenz. Wu erklärt: „Es muss also andere Faktoren geben, die das Schicksal der Zellen im frühen Embryo bestimmen. Welche Faktoren für das Klonen und die Pluripotenz im Embryo entscheidend sind, wird Gegenstand zukünftiger Forschung sein.“Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) entstehen durch Reprogrammierung von somatischen Zellen.Quelle: biotechnologie.tv

Mögliche Relevanz für das Embryonenschutzgesetz

2009 hatten Hans Schöler und sein Team gezeigt, dass sie nur mit Oct4 bestimmte Körperzellen in Stammzellen zurück verwandeln können (mehr..). Forscher hoffen, dass sie mit diesen iPS-Zellen Krankheiten besser untersuchen können, ohne dabei menschliche Embryonen zur Stammzellgewinnung zu benötigen. „Unsere Studie zeigt, dass das Klonen unabhängig von Oct4 zur Totipotenz führt, wohingegen das Reprogrammieren zur Pluripotenz durch Oct4 überhaupt erst ermöglicht wird“, erläutert Hans Schöler. „Beide Arten des Reprogrammierens unterscheiden sich also grundsätzlich. Dies ist eine auch wichtige Erkenntnis in Hinblick auf das Embryonenschutzgesetz. Denn wären es dieselben Mechanismen, könnten unter den mit Oct4 gewonnen induzierten pluripotenten Stammzellen auch totipotente Zellen sein. Diese würden dann möglicherweise unter das Embryonenschutzgesetz fallen.

© biotechnologie.de/pg