Medizin: Dieser Wirkstoff-Cocktail könnte aus Stammzellen komplette Organismen wachsen lassen

Forscher:innen der Tsinghua University in China gelang es, einen neuen Wirkstoff-Cocktail zu entwickelt, der Zellen in totipotente Stammzellen konvertieren kann. Dabei handelt es sich um Zellen, die zu jedem Zelltyp des Körpers ausdifferenzieren können. So könnte das Team eines Tages die Notwendigkeit von Spermien und Eizellen für das Erschaffen eines Organismus umgehen.

Auch Stammzellen haben eine Hierarchie

Nicht alle Stammzellen sind gleich. Die einzelnen Typen unterscheiden sich vor allem in ihrem Potential zur Differenzierung. Multipotente Stammzellen etwa finden sich in vielen Geweben erwachsener Menschen und können zu einigen wenigen Zelltypen differenzieren, die mit dem Gewebe verbunden sind, in dem sie sitzen. Pluripotente Stammezellen dagegen finden sich in Embryonen und können zu so ziemlich jedem Zelltyp des Körpers werden. Die Krone des Differenzierungs-Potential haben jedoch die totipotenten Stammzellen auf. Sie können zu absolut jedem Zelltyp des Körpers ausdifferenzieren, inklusive den ersten Zellen, die sich aus einer befruchteten Eizelle ausbilden.

In den vergangenen Jahren gelang es Forscher:innen wiederholt, menschliche Zellen zu pluripotenten Stammzellen zu machen. Derartige Zellen sind die Grundlage der regenerativen Stammzellen-Medizin. In der Studieder Studie aus China jedoch gelang es erstmals, pluripotente Stammzellen zurück in einen totipotenten Status zu überführen.

Forscher:innen überführen pluripotente Stammzellen in die Totipotenz

Um dies zu bewerkstelligen, haben die Forscher:innen tausende Kombinationen kleiner Moleküle analysiert, bis sie eine Mischung aus drei von ihnen identifizieren konnten, die scheinbar in pluripotenten Stammzellen Totipotenz induzieren konnten. Ihre Entdeckung bezeichneten sie als den „TAW-Cocktail“ — nach den drei Molekülen TTNPB, 1-Azakenpaullone, und WS6, aus denen er besteht.

In verschiedenen Experimenten konnten die Wissenschaftler:innen zeigen, dass pluripotente Zellen, die mit dem TAW-Cocktail behandelt wurden, zu totipotenten Stammzellen wurden. Hunderte Gene, die sich in solchen totipotenten Zellen finden, wurden aktiviert, während solche, die in pluripotenten Stammzellen aktiv sind, deaktiviert wurden.

Neu geschaffene Zellen können differenzieren

Um zu untersuchen, wie gut diese totipotenten Zellen differenzieren können, haben die Forscher:innen sie im Labor sowie in lebendigen Mäuse-Embryos kultiviert. In beiden Fällen verhielten die Zellen sich genauso wie totipotente Stammzellen. In den Embryos konnten sie zu embryonalen und extraembryonalen Zelllinien (wie etwa der Plazenta) differenzieren.

Dieser Durchbruch könnte langfristig die Tür öffnen, um lebendige Organismen direkt aus reifen Zellen zu erschaffen — unter Umgehung von Spermien und Eizellen. Dies würde erhebliche Fortschritte für Menschen bedeuten, die auf natürlichen Weg keine Kinder bekommen können, da derzeit verwendete Verfahren zur künstlichen Befruchtung aufwändig und teuer sind. Auch gefährdete Arten könnten so gerettet werden.

via Tsinghua University