01.07.2005
Plädoyer für das therapeutische Klonen
Essay von Ian Wilmut
Ian Wilmut erklärt, warum er an geklonten menschlichen Embryonen forscht.
Die Möglichkeit, aus geklonten menschlichen Embryonen Stammzellen zu gewinnen und ihre Differenzierung in verschiedene Zelltypen zu steuern, bietet revolutionäre neue Möglichkeiten für Biologie und Medizin. Diese Methoden ermöglichen es, genetisch bedingte Krankheiten des Menschen auf ganz neue Art und Weise zu erforschen, und auf lange Sicht könnten die Zellen auch zur Behandlung von Krankheiten genutzt werden. So eröffnen sich ohne Zweifel Chancen, die wir sonst nicht hätten.
Im letzten Jahr hat Professor Woo-Suk Hwang in Korea einen wichtigen Schritt nach vorn getan, indem er Stammzellen aus einem geklonten menschlichen Embryo gewann und damit erstmals zeigte, dass es sowohl möglich ist, menschliche Zellen zu klonen, als auch, aus dem Klon Stammzellen zu gewinnen. [1]
Vor einigen Monaten beantragte ich gemeinsam mit Christopher Shaw vom Institut für Psychiatrie am King’s College London bei der britischen Regierung die Erlaubnis, menschliche Embryonen zu klonen. Am 8. Februar 2005 wurde sie uns erteilt. Teile der Öffentlichkeit reagierten mit Bestürzung auf diese Entscheidung. Doch unser Ziel ist es nicht, Babys zu klonen. Wir wollen erforschen, was bei der Entwicklung von Nervenzellen schief geht, wenn Patienten an Amyotropher Lateralsklerose (ALS), auch Lou Gehring-Krankheit oder Motorneuronenkrankheit (MND) genannt, erkranken.
Unsere Hoffnung ist es, eine sehr schwere Krankheit, für die es derzeit keine Behandlung gibt, besser zu verstehen und erstmals effektiv zu therapieren. Wir können noch nicht voraussehen, ob uns das eher durch die Möglichkeit, neue Medikamente zu testen, oder durch eine Zelltherapie gelingen wird. Unabhängig davon werden unsere Erfahrungen mit dem Zellkerntransfer zu weiteren Anwendungen führen. Ich gehe davon aus, dass in zehn Jahren für einige Krankheiten Stammzelltherapien zur Verfügung stehen werden und dass dabei zum Teil mit Zellen gearbeitet werden könnte, die von geklonten menschlichen Embryonen stammen. Bis wir so weit sind, brauchen wir mehr Forschungsförderung und klare internationale Regularien.
ALS ist eine unbarmherzig voranschreitende Muskelschwäche, die von Beginn an zu schwerer körperlicher Behinderung und in der Regel innerhalb von drei bis fünf Jahren zum Tod führt. In Großbritannien sterben jährlich 1200 Menschen an ALS, und derzeit gibt es kein Medikament, das die Überlebenschance nennenswert erhöht. Ursache von ALS ist der Untergang von Motorneuronen, doch was genau abläuft, ist noch nicht ausreichend bekannt. [2] In Deutschland sind etwa 4000 bis 6000 Menschen von dieser Krankheit betroffen. Wahrscheinlich spielen eine Reihe genetischer Faktoren sowie Umwelteinflüsse eine Rolle.
In den meisten Fällen tritt ALS spontan auf, doch fünf bis zehn Prozent sind erblich bedingt. Bei dieser familiären Form sind 20 Prozent der Fälle durch Mutationen des Gens verursacht, das die Bauanleitung für das Enzym Superoxid-Dismutase (SOD1) enthält, doch genetische Analysen zeigen, dass mindestens vier andere Gene noch identifiziert werden müssen. [3]
Forscher gingen ursprünglich davon aus, dass ALS durch reduzierte Aktivität von SOD1 verursacht wird, doch dies scheint nicht der Fall zu sein. Mäuse, bei denen das SOD1-Gen inaktiviert wurde, erkrankten nicht, während solche, die mutierte Varianten des menschlichen Gens aufweisen, Lähmungen entwickelten. [4] Da die genetisch modifizierten Mäuse auch noch zwei Kopien ihres eigenen, intakten Gens hatten, lässt diese Beobachtung darauf schließen, dass die Effekte der Mutation eher durch eine Giftwirkung des abnormen Proteins als durch einen Funktionsverlust entstehen.
Um mit unserer Forschung voran zu kommen, ist es notwendig, von der Maus zum Menschen überzugehen. Es gibt verschiedene mögliche Quellen für menschliche Zellen, die für ALS eine Rolle spielen und an denen aufgeklärt werden kann, wie abnormes SOD1 dazu führt, dass Nervenzellen degenerieren. Wenn bei Personen, bei denen die Mutation festgestellt wurde, im Rahmen der In-vitro-Befruchtung eine Präimplantationsdiagnostik durchgeführt wird, dann könnten Stammzellen von Embryonen gewonnen werden, die die Mutation tragen. Dies geschieht derzeit nicht, wäre aber technisch machbar. Alternativ könnten auch Stammzellen von Embryonen, die nicht Träger der Mutation sind, gentechnisch mit einer mutierten Variante des Gens versehen und anschließend im Vergleich zu den Originalzellen untersucht werden.
Meine Arbeitsgruppe am Roslin Institut und das Team von Dr. Shaw am Institut für Psychiatrie nutzen den zweiten Ansatz im ersten Teil unseres gemeinsamen Projekts. Dies wird uns erstmals die Möglichkeit eröffnen, die Effekte des abnormen Proteins auf Struktur und Funktion von Nervenzellen zu untersuchen, die mit denen eines kleinen Babys vergleichbar sind. Im Moment gibt es noch keine Möglichkeit für solche Forschung. Wir wissen daher nicht, was in dieser frühen Lebensphase des Patienten vor sich geht, in der noch keine Symptome der Krankheit zu beobachten sind.
Auch in den ALS-Fällen, in denen die Krankheit vererbt wird, aber noch keine verantwortliche Mutation identifiziert werden konnte, wird die Technik des Zellkerntransfers uns neue Möglichkeiten eröffnen. Wir können geklonte Embryonen und Zellen erzeugen, die mit denen des Patienten genetisch identisch sind. Diese Zellen werden anfällig für die Krankheit sein, auch wenn wir noch nicht wissen, welches Gen oder welche Gene dies verursachen.
Sind solche anfälligen Stammzellen einmal erzeugt, werden sie von Arbeitsgruppen, die mit Prof. Shaw und Jim McWhir am Roslin Institut arbeiten, zu Nervenzellen differenziert. Die Gruppen werden dann diese Nervenzellen analysieren, um die Mechanismen zu ermitteln, die zur Degeneration der Motorneuronen führen, und ein Medikamententestprogramm entwickeln. Mit Hilfe von Hochdurchsatzverfahren wird es möglich sein, mit relativ geringem Aufwand mehrere hundert mögliche Wirkstoffe in Hinblick auf eine Behandlung der Krankheit zu testen.
Der gleiche Ansatz könnte zur Erforschung jeder anderen, erblich bedingten Krankheit verwendet werden, bei der die betroffenen Zellen im Labor aus embryonalen Stammzellen hergestellt werden können. Der Vorteil ist am größten, wenn die verantwortliche Mutation noch nicht bekannt ist. Zu den Kandidaten für solche Forschungsprogramme zählen Herzmuskelerkrankungen (Kardiomyopathie) und einige Krebsarten. Es ist auch denkbar, dass genetische Unterschiede bei Fällen von ALS und anderen Krankheiten, die als „sporadisch“ bezeichnet werden, weil eine Erblichkeit nicht erkennbar ist, eine Rolle spielen – zum Beispiel indem die Anfälligkeit für Umweltfaktoren erhöht ist. Wenn das der Fall ist, kann der Zellkerntransfer auch genutzt werden, um Zellen von betroffenen Familien zu erhalten.
„Irgendwann – wenn auch nicht in den nächsten Jahren – werden sich Therapien auf Basis embryonaler Stammzellen durchsetzen.“
Zellen für die Therapie
Langfristig geben embryonale Stammzellen auch Hoffnung auf neue Behandlungsformen für einige schwere degenerative Erkrankungen, wie Herz-Kreislauf-Krankheiten, Rückenmarksverletzungen, Parkinson und Typ 1-Diabetes. Methoden zur Gewinnung spezialisierter Zellen aus Stammzellen werden am Roslin Institut entwickelt. Es muss jedoch noch untersucht und bestätigt werden, dass die Zellen nach der Übertragung auf den Patienten auch normal funktionieren. Zudem müssen wir noch einiges darüber lernen, wie die Zellen am effektivsten implantiert werden können.
Bei jeder Behandlungsmethode muss darauf geachtet werden, eine Abstoßung transplantierter Zellen durch das Immunsystem zu verhindern, doch wahrscheinlich ist die Immunreaktion von Krankheit zu Krankheit unterschiedlich ausgeprägt. Zellen aus geklonten Embryonen wären besonders wertvoll bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bei denen eine Immunabwehr durch die Übertragung gewebeverträglicher Zellen vermieden werden könnte. Bei der Behandlung von Krankheiten des Zentralnervensystems ist es dagegen noch unklar, ob Zellen abgestoßen würden oder nicht. [5] Einige andere der erwähnten Krankheiten, einschließlich Typ 1-Diabetes, sind Autoimmunerkrankungen, also Krankheiten, bei denen sich das Immunsystem gegen Zellen des eigenen Körpers richtet. In diesen Fällen ist davon auszugehen, dass immunologisch identische Zellen ebenfalls abgestoßen würden.
Schlussfolgerungen
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden in vielen Labors der Welt Klontechniken angewandt. Dennoch sind sie nicht effizient. Das Problem liegt bei den Prozeduren der fehlerbehafteten Rückprogrammierung der spezifischen Muster der Genaktivität einer Zelle vom Erwachsenenzustand zu dem Zustand, der für eine normale Embryonalentwicklung erforderlich ist. [6]Wir wissen noch nicht genau, ob ähnliche Abweichungen in der Genaktivität auch in Stammzellen auftreten würden, die von geklonten Embryonen gewonnen werden. Deshalb müssen solche Zellen von geklonten Embryonen zunächst nur in der Forschung, nicht aber zur Entwicklung von Therapien genutzt werden.
Irgendwann – wenn auch nicht in den nächsten Jahren – werden sich Therapien auf Basis embryonaler Stammzellen durchsetzen. Wir werden sie jedoch nur einsetzen können, wenn international kohärente, klare Zulassungsregularien existieren. Im Moment gibt es bei der Zulassung der Technik des Zellkerntransfers zur Erzeugung menschlicher Embryonen noch große Unterschiede zwischen verschiedenen Ländern. In Großbritannien können entsprechende Projekte genehmigt werden, wenn das Ziel die Erforschung schwerer Krankheiten ist. Reproduktives Klonen beim Menschen ist dagegen verboten. Ähnlich sind die Regelungen in einigen anderen Ländern, etwa in Schweden. In den USA darf Forschung an menschlichen Embryonen nicht mit nationalen öffentlichen Geldern finanziert werden, doch in Kalifornien wurde durch ein Referendum beschlossen, dass in den nächsten zehn Jahren Steuermittel in großem Umfang in die humane Stammzellforschung fließen. In verschiedenen asiatischen Ländern wie Singapur, Japan und China wird intensiv an Stammzellen von gespendeten Embryonen geforscht.
Die UNO hat inzwischen empfohlen, dass jede Art von Klonen am Menschen verboten werden sollte. Doch diese Empfehlung ist rechtlich nicht bindend, und die Regierung von Großbritannien hat sich klar dazu bekannt, dass sie Forschung von der Art, wie wir sie gerade beginnen, nicht verbieten wird.
Unabhängig davon, wie man über möglichen therapeutischen Nutzen denkt: klar ist, dass Stammzellen für die Forschung extrem wichtig sind. Mit Hilfe geklonter embryonaler Stammzellen können wir Erkenntnisse über genetisch bedingte Krankheiten gewinnen, zu denen wir in keiner anderen Weise gelangen würden. Die Biomedizin sollte vorandrängen, um herauszufinden, was sie mit diesen einzigartigen Forschungsmethoden lernen kann.
