LEBEN: Der ewige Jungbrunnen

Wir sind alle aus einer Stammzelle entstanden. Und ohne erneuerbare Zellen wären wir innert Wochen tot. Die Fähigkeiten dieser Zellen sind enorm – deshalb versucht man sie medizinisch zu nutzen, wie eine neue Ausstellung zeigt.

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Ein Axolotl: Der mexikanische Lurch ist ein Meister der Regeneration. Selbst ein verlorenes Bein wächst wieder nach. (Bild Epa/Jan-Peter Kasper)

Ein Axolotl: Der mexikanische Lurch ist ein Meister der Regeneration. Selbst ein verlorenes Bein wächst wieder nach. (Bild Epa/Jan-Peter Kasper)

Schon manche Frau hat sich geärgert, wenn das Loch im Ohr wieder zugewachsen ist, weil sie den Ohrstecker nicht mehr getragen hat. Dieses Zuwachsen habe mit Stammzellen zu tun, sagt der Stammzell-Experte Lukas Sommer, Professor an der Universität Zürich. In der Regel müssen wir denn auch sehr froh sein, dass sich unser Körper regeneriert. Viele Gewebe erneuern sich ständig, insbesondere solche, die stark beansprucht werden: das Blut, der Darm und vor allem die Leber, diese sogar nach schweren Verletzungen.

Wir sind gar nicht so alt

Aber auch Haare, Nägel und sogar die Knochen werden ständig wieder ersetzt. Jeden Tag verliert ein Mensch etwa 300 Millionen tote Hautzellen, die durch neue ersetzt werden. Das alles ist doch beruhigend: Das meiste an unserem Körper ist weniger als zehn Jahre alt.

Das funktioniert wegen der Stammzellen, die immer teilungsfähig bleiben und sich dadurch selbst erneuern. Allerdings sind wir Säugetiere keine Meister der Regeneration. Das sind die Pflanzen. «Sie bestehen praktisch aus lauter Stammzellen», sagt Sommer bei der Vorstellung der Sonderausstellung «Stammzellen – Ursprung des Lebens» (siehe Hinweis).

Die Zellen der Pflanzen können sich wieder in multipotente Stammzellen zurückverwandeln, das heisst in Stammzellen, die sich nicht spezialisiert haben. «Man kann deshalb eine Pflanze abschneiden und ins Wasser stellen, dann wachsen wieder Wurzeln nach.»

Im Tierreich finde man eine so grosse Regenerationskapazität nicht, sagt Lukas Sommer. Trotzdem gibt es Tiere, die ein erstaunliches Erneuerungspotenzial haben. Der Axolotl zum Beispiel. Dem mexikanischen Lurch könnte man ein Bein abschneiden, es wüchse wieder nach. Auch Teile des Herzens und sogar des Gehirns des Axolotl regenerieren. Unter den höheren Wirbeltieren ist das aber einzigartig. Kein Wunder, stürzen sich die Stammzellforscher auf das Tier. Seine Mechanismen könnten auch dem Menschen nützen.

Alter Traum vom ewigen Leben

Der Traum vom ewigen Jungbrunnen ist alt. Schon in der griechischen Mythologie beflügelte die Unsterblichkeit die Fantasie. Prometheus, der Schöpfer der Menschen, hat Zeus verärgert. Deshalb lässt der Göttervater Prometheus an den Fels ketten, und ein Adler frisst diesem täglich die Leber weg. Diese erneuert sich aber jede Nacht. Und Blut gilt schon seit Jahrhunderten als Lebenselixier, weshalb Dracula so scharf drauf war – um damit unsterblich zu werden.

So weit bringt es die regenerative Medizin nicht. Sie versucht, beschädigtes Gewebe mit Hilfe von Stammzellen zu erneuern. «Unser Organismus ist aber so programmiert, dass er eine Wunde sofort wieder schliesst. Er versucht damit, eine Infektion zu vermeiden. Dafür bildet der Körper Fibroplasten, die eine Narbe am Organ erzeugen. Das geht auf Kosten der Funktionalität des betroffenen Organs», erklärt Sommer.

Um das zu verhindern, müsste man direkt mit Stammzellen im Organ eingreifen. So könnte man etwa in einem Herzen direkt aus Knochenmarkzellen Herzmuskelzellen erzeugen, mit der Hoffnung, dass sich daraus Muskelgewebe bildet. «Durch Reprogrammieren von Stammzellen konnte man bei einer Maus einen Herzinfarkt direkt korrigieren.» Andere versuchen, Teile des Herzens im Labor nachzubauen. Zum Beispiel werden an der Uni Zürich durch Gewebezüchter Herzklappen erstellt.

Stammzellen gegen Leukämie

«Eine bereits etablierte Anwendung der Stammzellen ist die Knochenmarktransplantation», sagt Lukas Sommer. Der menschliche Körper produziert etwa zwei Millionen neue Blutzellen pro Sekunde. In seltenen Fällen geht dabei etwas schief, es entsteht eine Krebszelle und daraus Blutkrebs. Diese Menschen brauchen einen Nachschub an neuen Blutzellen. Diese Aufgabe übernehmen die Blutstammzellen im Knochenmark, die einem Spender mit einer Punktionsnadel aus dem Beckenknochen geholt werden. Dank regenerativer Medizin könne man einfach aufgebautes Gewebe wie Hornhaut der Augen, Luftröhren, Adern, Haut und Knorpel im Labor züchten. Ganze Organe lassen sich aber noch nicht herstellen.

Ansonsten gebe es aber auch Hoffnungen, die sich zerschlagen hätten, sagt Sommer. Beispielsweise aus Fettgewebe Herzmuskelzellen zu züchten. Noch unsicher sei der Nutzen von Nabelschnurblutbanken. Den Neugeborenen werden Blutstammzellen abgezapft und eingefroren. Später im Leben sollen diese gegen allfällige Krankheiten helfen. Lukas Sommer hält das noch für Science-­Fiction.

Ein wirklicher Durchbruch

«Ein wirklicher Durchbruch ist dem Japaner Shinya Yamanaka gelungen mit seiner Herstellung von iPS-Zellen», sagt Sommer. Aus alten Zellen werden durch eine Induktion von nur vier Genen pluripotente Stammzellen gemacht, die irgendwann gegen viele Krankheiten eingesetzt werden sollen. Erste klinische iPS-Versuche für Augenerkrankungen laufen. Hürden gibt es noch: «Man muss sicherstellen, dass diese iPS-Zellen keinen Krebs auslösen. Bis jetzt dienen die iPS-Zellen vor allem dazu, zu verstehen, wie Krankheiten entstehen. Bis zu iPS-Therapien ist es noch ein langer Weg», sagt Sommer.

Bruno Knellwolf

Hinweis

Sonderausstellung: «Stammzellen – Ursprung des Lebens». Zoologisches Museum der Uni Zürich, Eintritt frei. Für Schulen gibt es Führungen. Bis 14. Juni 2015.