Die mit vielen Hoffnungen und Vorschusslorbeeren bedachten induzierten pluripotenten Stammzellen werden nicht vollständig in den embryonalen Zustand zurückprogrammiert. Einige chemische Veränderungen der Erbsubstanz bleiben von diesem biochemischen "Reset" unberührt. Daher sind weitere Untersuchungen nötig, bevor solche Zellen oder deren Abkömmlinge beim Menschen eingesetzt werden können. Das berichtet eine Gruppe um Ryan Lister vom Salk Institute for Biological Studies im kalifornischen La Jolla. Die Studie ist im Journal "Nature" veröffentlicht.

Durch den richtigen Cocktail von Erbanlagen und Signalmolekülen lassen sich Hautzellen auch ihrem "erwachsenen", ausdifferenzierten Stadium in den embryonalen Zustand zurückprogrammieren. Diese sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) zeigen scheinbar alle Eigenschaften embryonaler Stammzellen.

Gefahr von Tumoren wächst

Wirklich alle? Bis hinab zum letzten Gen? Diese Fragen stellen sich viele Wissenschaftler, auch die Gruppe um Lister. Diese Frage muss zuverlässig beantwortet werden, denn ein unkontrolliertes Wachstum derartiger Zellen kann später einmal beim Einsatz in Patienten zu Tumoren führen.

Die entscheidende Voraussetzung für den Übergang zurück in den flexiblen embryonalen Zustand liegt in der Aktivierung und Inaktivierung bestimmter Gene. Die Zelle hängt dafür kleine chemische Schutzkappen an die Erbsubstanz DNA – die sogenannten Methylgruppen. In der Regel verhindert eine Methylierung die Expression des betreffenden Gens.

Reprogrammierung mit Fehlern

Die US-Forscher untersuchten in der Studie, ob das Zurückprogrammieren der Hautzellen auch das ursprüngliche, embryonale Methylierungsmuster wieder herstellt. Der Methylierungs-Zustand der DNA lässt sich mit schnellen Maschinen automatisch lesen.

Listers Team verglich die Methylierung der gesamten DNA von menschlichen embryonalen Stammzellen, von iPS-Zellen und anderen Zelltypen miteinander. Dabei zeigte sich, dass die Reprogrammierung in mehreren Bereichen des iPS-Genoms unvollständig oder fehlerhaft war – jedenfalls anders als in den embryonalen Stammzellen. Diese Bereiche fanden sich besonders an den Enden der Chromosomen (Telomere) und in jenen Regionen, mit denen zwei Chromosomen aneinanderhängen (Centromere).

Die Forscher interessieren sich nun für die Frage, was die Ursachen für den unvollständigen "Reset" sind – und ob man auf anderen Weise zum embryonalen Methylierungsmuster kommen kann.