Stammzellen durch Kerntransfer: Die Dolly-Methode

     

Das Schaf Dolly zeigte, welche Möglichkeiten in der Stammzell-Technologie stecken. Geklonte Mäuse, Hunde und Rinder folgten bald nach - zuletzt sogar Affen. Dennoch: Die anfangs noch großen Hoffnungen haben sich nicht erfülllt.

Im Frühjahr 1997 beherrschte ein Schaf die Schlagzeilen: Dolly war das erste Tier, das mit Hilfe von erwachsenen Körperzellen geklont wurde. Schlagartig wurde der Öffentlichkeit klar, welche Möglichkeiten in der Stammzell­forschung stecken. Heute ist die damals brandaktuelle Methode - der somatische Kerntransfer - längst von anderen Techniken in den Hintergrund gedrängt worden.

Klonierung durch Kerntransfer

Die Dolly-Methode: Ein somatischer Kerntransfer kann eine identische Kopie (oder Klon) eines Tieres oder eine embryonale Stammzell-Linie erzeugen.

Die Dolly-Methode, also das Klonen von Lebewesen durch Kerntransfer, ist - im Prinzip - recht einfach. Ein Zellkern wird aus einer normalen (somatischen) Gewebezelle entnommen und in eine kernlose Eizelle transferiert. Nach Implantation in die Gebärmutter eines Muttertiers entwickelt sich die Eizelle zu einem normalen Embryo: Geboren wird eine genetisch identische Kopie des Spender-Tieres1.

Hoher Verbrauch an Eizellen

Doch der Teufel steckt im Detail, die Geburt von Dolly war erst nach jahrelangen Vorarbeiten möglich. Und effizient war die Technik immer noch nicht: Von über zweihundert implantierten Eizellen führte nur eine zu einer erfolgreichen Schwangerschaft

Mit dem Kerntransfer können auch Stammzellen erzeugt werden. Dazu wird die Entwicklung der Klone im Blastozysten-Stadium gestoppt und ein Teil der Zellen (die Embryoblasten) isoliert. Diese Zellen haben die gleichen Eigenschaften wie embryonale Stammzellen: Sie wachsen sehr schnell und bringen alle anderen Körperzellen hervor.

Doch egal ob Lebewesen oder Zell-Linie: Noch immer müssen für einen erfolgreichen Versuch dutzende unbefruchtete Eizellen verbraucht werden. Und beim Menschen sind diese Eizellen ein rares Gut2. Daher hatte es auch fast 15 Jahre gedauert, bis erstmals menschliche embryonale Stammzell-Linien mit Hilfe des somatischen Kerntransfers hergestellt werden konnten.

Kerntransfer beim Menschen

Erst im Jahr 2013 gelang der Durchbruch bei menschlichen Zellen. Nach jahrelangen Vorarbeiten mit Eizellen aus Affen konnten US-amerikanische Forscher diese Erkenntnisse erfolgreich auf den Menschen übertragen4. Ein Grund für den Erfolg: Koffein in der Nährflüssigkeit - damit die empfindliche Eizelle die Manipulation besser übersteht.

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Diese Studie benötigte allerdings noch Hautzellen von Kindern oder gar Feten, um daraus die embryonalen Stammzellen zu erzeugen. 2014 wurde auch diese Hürde beseitigt: Zwei Forschergruppen setzten erfolgreich Hautzellen von Erwachsenen ein - der älteste Proband war 75 Jahre alt5.

Im Prinzip haben die durch Kerntransfer erzeugten Stammzellen viele Vorteile: Schnelles Wachstum, hohe Entwicklungsfähigkeit und die Möglichkeit, Gewebe maßgeschneidert für einzelne Patienten zu erzeugen. Und da keine natürlich entstandenen Embryonen verbraucht werden, hält sich auch die öffentliche Ablehnung in Grenzen.

Nachteile überwiegen

Aber der hohe Verbrauch von Eizellen macht diese Methode praktisch kaum anwendbar - menschliche Eizellen sind ein rares Gut3. Selbst der einstige Pionier, Ian Wilmut, wandte sich daher schon bald einer neueren Entwicklung zu, den induzierten pluripotenten Stammzellen. Diese haben ähnliche Eigenschaften wie die Stammzellen aus dem Kerntransfer6 - sind aber wesentlich einfacher zu erzeugen.

Mit der Dolly-Methode könnte man eine Horrorvision aus Science-Fiction-Filmen verwirklichen: das reproduktive Klonen. Identische Kopien von Menschen könnten produziert werden, und dies in quasi unbegrenzter Zahl.

Schon bald nach der Geburt von Dolly haben auch ein obskurer Arzt und eine Sekte verkündet, an der Klonierung des Menschen zu arbeiten. Aber diesen Ankündigungen sind keine Taten gefolgt: Der Kerntransfer ist so anspruchsvoll, dass nur wenige Spezialisten ihn beherrschen. Auch deshalb spielt er jetzt kaum noch eine Rolle.

Mehr zum Kerntransfer bei zellstoff, 16. Mai 2013
Geklonte menschliche Stammzellen - na und?
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1 Wilmut et al., Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells, Nature 1997, vol. 385, pp. 810-3 (link)
2 B. Maher, Egg shortage hits race to clone human stem cells, Nature 2008, vol. 453, pp. 828-9 (link)
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Die Dolly-Methode: Ein somatischer Kerntransfer kann eine identische Kopie (oder Klon) eines Tieres oder eine embryonale Stammzell-Linie erzeugen.

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Kurz und knapp 

  • die Klonierung durch somatischen Kerntransfer erlaubt die Erschaffung von genetisch identischen Kopien eines Lebewesens
  • bei Säugetieren wird dazu ein Zellkern aus einer normalen Zelle entnommen und in eine entkernte Eizelle eingesetzt
  • Dolly das Schaf bewies erstmals, dass der somatischen Kerntransfer möglich ist
  • seit 2013 können menschliche Zellen mit dieser Technik manipuliert werden
  • der somatische Kerntransfer ist mühsam und erfordert rare Eizellen, daher wenden sich viele Forscher nun anderen Methoden zu