Im direkten Vergleich: Embryonale Stammzellen und iPS-Zellen

Madison (USA) - Ganz ohne ethische Bedenken lassen sich induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) herstellen, im Gegensatz zu embryonalen Stammzellen (ES-Zellen). Zudem lösen sie beim Verpflanzen keine Abstoßungsreaktionen aus. Doch völlig gleichwertig sind die beiden Zelltypen nicht, berichten amerikanische Forscher. Im direkten Vergleich zeigte sich, dass die Entwicklung zu Nervenzellen zwar nach dem gleichen Programm und in derselben Zeit erfolgt. Die Effizienz des Prozesses war allerdings bei den iPS-Zellen deutlich geringer und je nach Zelllinie mit größeren Schwankungen verbunden. Wahrscheinlich könne das Problem jedoch durch eine optimierte Zellkulturtechnik bald behoben werden, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)".

"Für embryonale Stammzellen lässt sich die Entwicklung sehr gut vorhersagen, für induzierte Stammzellen nicht. Wir müssen also noch daran arbeiten, wie man die idealen, für eine Anwendung geeigneten iPS-Zellen erzeugt", sagt Su-Chun Zhang von der University of Wisconsin-Madison. Sein Forschungsteam verglich die Fähigkeit von fünf ES-Zelllinien und zwölf iPS-Zelllinien, sich zu zwei Typen von Gehirnzellen zu entwickeln. Die Forscher erzeugten, je nach Wachstumsbedingungen, entweder Gliazellen oder funktionstüchtige Neuronen. Sowohl der zeitliche Ablauf als auch die schrittweisen Veränderungen von Genaktivitäten und Zelleigenschaften waren in allen Fällen für beide Arten von Ausgangszellen nahezu identisch. Während sich aber die ES-Zellen stets zu einem sehr hohen Prozentsatz weiterentwickelten, lag die Erfolgsquote für die iPS-Zellen deutlich niedriger. Außerdem schwankte die Effizienz des Entwicklungsprozesses bei den iPS-Zellen je nach Zelllinie stark.

Die Vermutung der Forscher, dass die Ursache dafür mit den zur Erzeugung der iPS-Zellen benötigten übertragenen Genen zusammenhängen könnte, bestätigte sich nicht: Ob die eingeschleusten Gene in das Genom eingebaut wurden oder nur vorübergehend als separates Plasmid in der Zelle vorlagen, sowie die Zahl der übertragenen Gene spielten keine Rolle für die Entwicklung. Auch ob für die Erzeugung der iPS-Zellen Hautzellen eines Erwachsenen oder Lungenzellen eines Neugeborenen verwendet wurden, hatte keine Bedeutung. Die Technik zur Erzeugung von iPS-Zellen sei noch verbesserungsbedürftig, sagt Zhang. Der Schlüssel läge darin herauszufinden, was für das unterschiedliche Verhalten der beiden Stammzellarten verantwortlich ist.