iPS-Zellen: Noch kein vollwertiger Ersatz für embryonale Stammzellen

Boston (USA) - Normale Körperzellen lassen sich inzwischen so reprogrammieren, dass sie ein ähnliches Entwicklungspotenzial erlangen wie embryonale Stammzellen (ES-Zellen). Doch die meisten dieser so genannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) unterscheiden sich von jenen durch zwei dauerhaft abgeschaltete Gene, berichten amerikanische Forscher. Die unvollständige Reprogrammierung könnte ihren therapeutischen Einsatz zur Geweberegeneration einschränken. Deshalb sei es nötig, die erzeugten iPS-Zellen jeweils auf ihre Eignung zu prüfen oder das Herstellungsverfahren zu optimieren, schreiben die Wissenschaftler online im Fachjournal "Nature".

"Wir haben festgestellt, dass in den meisten iPS-Zellen Gene auf dem Chromosom 12 abgeschaltet waren, die wichtig für die Entwicklung des Fötus sind", sagt Konrad Hochedlinger vom Massachusetts General Hospital in Boston. Seine Arbeitsgruppe untersuchte erstmals, wie sich genetisch identische ES-Zellen und iPS-Zellen unterscheiden. Dazu erzeugten die Forscher aus genetisch veränderten ES-Zellen Mäuse, in deren Erbgut vier zusätzliche, zunächst inaktive Gene eingebaut waren. Aus verschiedenen Körperzellen dieser Tiere züchteten sie dann - ohne den Einsatz von Viren - mehr als 60 Linien von iPS-Zellen, indem sie die Zusatzgene einschalteten.

Das Genom dieser Zellen zeigte Genaktivitäten, die nahezu identisch waren mit denen der ursprünglichen ES-Zellen. Die einzige Ausnahme bildeten zwei Gene einer Gengruppe, die in den meisten iPS-Zellen inaktiv vorlagen. Aus solchen Zellen ließen sich im Gegensatz zu den ES-Zellen keine Mäuse klonieren. Nur wenn beide Gene aktiv waren, zeigten iPS- und ES-Zellen das gleiche Entwicklungspotenzial. Ein entsprechender genetischer Test ermöglicht es demnach, optimal reprogrammierte iPS-Zellen zu erkennen. Der inaktive Zustand der Gene beruht auf einer genomischen Prägung (Imprinting), einer dauerhaften Methylierung der DNA. Durch die Behandlung mit einem Enzym, das die angehängten Methylgruppen wieder entfernt, ist es den Forschern gelungen, die abgeschalteten Gene von iPS-Zellen zu reaktivieren. Danach verhielten sie sich genau so wie ES-Zellen. Weitere Untersuchungen müssen zeigen, ob diese Ergebnisse auch auf menschliche iPS-Zellen übertragbar sind.