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Reprogrammierung ohne eingeschleuste Reprogrammierungs-Gene

Proteincocktail statt Gene

Katapultiert man Zellen mittels eingeschleuster Gene wieder zurück in den Stamzellzustand, hat dies allerdings einen Haken: Denn die dafür verwendeten Genfähren – meist Viren – sind zwar quasi von Natur aus effektive Genüberträger, viele solcher Viren deponieren ihre Genfracht aber wahllos irgendwo im Erbgut der Zielzelle – und können so ungewollt Tumorgene aktivieren. Zudem bleiben die meisten Virengene dauerhaft im Erbgut und können dadurch jederzeit auch nachträglich noch aktiv werden und schädliche Veränderungen bewirken.

Viele der Tiere, denen man mittels viralem Gentaxi reprogrammierte Stammzellen implantiert hatte, erkrankten daher wenige Wochen später an Krebs. Ursache dafür, so die Vermutung der Wissenschaftler, war nicht die Reprogrammierung per se, sondern die Genfähre, mit denen die vier „Stamzellgene“ in die Zellen eingeschleust worden war.

Peptid als Transporthelfer

Abhilfe schaffte im Jahr 2009 eine Entdeckung von Forschern des kalifornischen Scripps Research Institute und ihren Kollegen vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster. Ihnen gelang es erstmals bei Mäusen, pluripotente Stammzellen aus Haut-Fibroblasten zu erzeugen – ohne dass sie dafür fremde Gene einschleusen mussten.

Ihr Trick dabei: Ein Protein-Cocktail schaltet die entscheidenden Gene in der Erbinformation der Hautzelle um. Um diese Proteine in die Mauszellen einzuschleusen, nutzen die Forscher ein kurzes Peptid als Transporthelfer. Dieses Molekül wird an die Proteine gebunden und ermöglicht ihnen den Transfer durch die Zellmembranen. Gleichzeitig erleichtert dieses „small molecule“ auch das Andocken der Proteine an die DNA.

Labormäuse © NIH/National Human Genome Research Institute

„Die Versuche zeigen eindrucksvoll, dass die Integration von Genen mittels viraler Genfähren bei Mauszellen nicht zwingend notwendig ist. Die Gabe der entsprechenden Proteine in Kombination mit einem ‚small molecule’ ist ausreichend um die Reprogrammierung zu initiieren“, erläutert Stammzellforscher Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin. Weil die Proteine allerdings im Zellplasma nur kurz überleben, müssen die Hautzellen über mehrere Tage hinweg wiederholt mit dem Protein-Cocktail behandelt werden. Erst dann entstehen die gewünschten Stammzellkolonien – diese sind dann aber fast ebenso pluripotent wie embryonale Stammzellen.

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Nadja Podbregar
Stand: 13.09.2013

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Induzierte Stammzellen
Was können die reprogrammierten Alleskönner wirklich?

Alleskönner im Embryo
…mit kleinen Schönheitsfehlern

Alles auf Anfang
Die Entdeckung der Reprogrammierbarkeit

Ampel im Zellkern
Leuchtmarker zeigen Ablauf der Reprogrammierung

Proteincocktail statt Gene
Reprogrammierung ohne eingeschleuste Reprogrammierungs-Gene

Hoden als Stammzellquelle
Keimbahn liefert einfach reprogrammierbare Stammzellen

Von der Haut direkt zum Blut
Forscher wandeln Zellen ohne Stammzell-Umweg um

Stammzellen auf Abwegen
Kultivierung erzeugt Genveränderungen und Kopierfehler

Unerwünscht kreativ in der Kulturschale
Auch unmanipulierte Zellen verändern sich bei längerem Halten

Knorpelmacher, Huntington-Heiler und Herz-Ersatz
Was geht mit den induzierten Helfern?

Diaschauen zum Thema

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