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Qualitätscheck für Zellkolonien
Um die Qualität von reprogrammierten Stammzellen geht es diesmal in der Reihe zukunftsweisender Projekte, die das Kompetenznetzwerk Stammzellforschung NRW unterstützt: Schließlich hängt es von der Güte der wiederhergestellten pluripotenten Zellen ab, ob sich mit ihrer Hilfe tatsächlich Zelltherapeutika für Patienten entwickeln lassen. Eine Methode, diese Qualität sicher zu ermitteln, erforscht Diplom-Biologe Kurt Pfannkuche vom Institut für Neurophysiologie der Universität zu Köln gemeinsam mit Prof. Dr. Peter Dröge von der School of Biological Sciences, Singapur.
Verjüngte Körperzellen, die sich ebenso unendlich weiterentwickeln lassen wie embryonale Stammzellen, könnten für viele Forschungsprojekte eine gute Alternative zu eben diesen ES-Zellen sein. Wenn man wüsste, dass die Reprogrammierung perfekt funktioniert hat. Genau das ist allerdings schwer festzustellen. „Als typisches Kennzeichen einer Kolonie gut reprogrammierter Stammzellen gilt bisher ihre Formation – sie sieht elliptisch aus“, erklärt der Kölner Wissenschaftler Kurt Pfannkuche den Stand der Forschung. In seinem Labor hat er jedoch festgestellt, dass eine Reihe der stimmig wirkenden Kolonien sich nach mehreren Zellteilungen verändern, ihre Regelmäßigkeit verlieren und quasi zerfallen. Für Pfannkuche ein Zeichen dafür, dass es nicht ausreicht, lediglich aus der Formation einer Kolonie Rückschlüsse darauf zu ziehen, dass die Reprogrammierung gänzlich erfolgreich war. Doch woran soll man sonst erkennen, welche Kolonie noch vordifferenzierte Zellen enthält, deren Lebensuhr nicht komplett auf Null zurückgestellt worden ist? Und, viel wichtiger noch: Wie kann man Kolonien erreichen, deren pluripotente Zellen stabil bleiben? Es sollen sich ja alle zu jedem Zelltyp eines Organismus differenzieren lassen.
Pfannkuches Idee: Zellen, die hoch pluripotent sind, könnten mit einem Selektionsmarker versehen und sichtbar gemacht werden, der auf Antibiotika reagiert. Durch diese Antibiotika ließen sich die anderen, nicht geeigneten, sprich vordifferenzierten Zellen abtöten und übrig bliebe eine reine Formation, die auch nach mehreren Teilungen ihre Form nicht mehr verändert. Einen geeigneten Marker mit Namen „UTF 1 Neo“ fand der Wissenschaftler auf dem Meeting des Kompetenznetzwerks Stammzellforschung im Jahr 2007: Sein früherer Kölner Kollege Prof. Dr. Peter Dröge, der inzwischen in Singapur arbeitet, stellt diesen UTF1 Promoter, der als sensitivster Marker für Pluripotenz gilt, dort auf einem Poster vor – Auftakt für eine gute Zusammenarbeit.
Pfannkuche erhielt für seine Experimente in Köln reprogrammierte Maus-Bindegewebszellen von Harvard-Professor Alexander Meissner und den Marker von Prof. Dröge. „Unsere Versuche mit verschiedenen Zellkolonien starteten vor einem Jahr, gefördert durch das Kompetenznetzwerk Stammzellforschung NRW mit 20.000 Euro. Schnell stellte sich heraus, dass meine Theorie stimmt“, erklärt Kurt Pfannkuche. Ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu lupenreinen Voraussetzungen für Zelltherapeutika ist auf diese Weise gemacht – jetzt gilt es, die Methode zu perfektionieren, damit auch humane Zellen, die reprogrammiert wurden, in künftigen Versuchen sicher die Vorzüge von ES-Zellen besitzen. Pfannkuches und Dröges gemeinsames Ziel für die nächsten Jahre: Eine standardisierte Methode zu finden, die ohne eine genetische Veränderung für eine stets gleichbleibende Qualität der reprogrammierten Zellkolonien sorgt.