Wiener Stammzellforscher entwickeln neues Verfahren, das die Analyse von Gen-Funktionen beschleunigt
Wien - Zuletzt sorgte das Bio-Gift Rizin im
August dieses Jahres für Horrormeldungen: Die Terrororganisation Al-Kaida
drohte, Rizin-Bomben bei Anschlägen in
Einkaufszentren oder U-Bahn-Stationen einzusetzen. Rizin, ein Inhaltsstoff der Rizinusstaude, gilt als
eines der tödlichsten Gifte der Natur: Es blockiert die Proteinbiosynthese, den
wichtigsten lebenserhaltenden Prozess in Zellen. Schon kleinste Mengen wirken
tödlich, da langsam Organe und Blutkörperchen zerfallen.
Bis heute gibt es kein Gegenmittel. Doch das könnte sich bald ändern: Ulrich
Elling vom Wiener Institut für Molekulare Biotechnologie (Imba) hat innerhalb
weniger Wochen entdeckt, wonach Wissenschafter seit Jahrzehnten suchen: Er
konnte zeigen, wo in der Zelle das Rizin so fatal
wirkt. Es ist das Eiweißmolekül mit dem Namen "Gpr107". Die Arbeit erschien am
Donnerstag im Fachjournal Cell Stem Cell.
Dabei ist die Methode, derer er sich bediente, mindestens so spektakulär wie
der Fund selbst. Elling schuf sogenannte haploide embryonale Stammzellen
(ES-Zellen), also solche, die nur über einen einfachen Chromosomensatz verfügen.
Solche Zellen stabil zu halten galt bislang als unmöglich. Fast alle Zellen - ob
von Mensch oder Tier - verfügen über einen doppelten Chromosomensatz. Lediglich
die Keimzellen, also die von Eizelle und Spermien haben nur einen einfachen
Satz, da sie sich während der Befruchtung wieder vereinigen.
Durch einen einfachen Trick gelang es nun, ein neues Verfahren zu entwickeln:
Die Wissenschafter pflanzen einem Mausweibchen teilungsfähige Eizellen ein,
lassen sie dort wachsen und entnehmen schließlich die ES-Zellen. "Eine
Geduldsprobe war es, die embryonalen Stammzellen mit dem einfachen
Chromosomensatz aus der ganzen Suppe herauszufischen und über längere Zeit am
Leben zu erhalten", erklärt Imba-Leiter Josef Penninger.
Tausende Genmutationen
Die Arbeit hat sich gelohnt. Nun lassen sich genetische Funktionen, die
bislang nur in jahrelangen Studien untersucht werden konnten, in drei bis vier
Wochen analysieren - und zwar ohne die störenden Effekte, die ein doppelter
Chromosomensatz mit sich bringt. Mehrere tausend Genmutationen können
Wissenschafter in kurzer Zeit herstellen. Genau das tat auch Ulrich Elling, als
er die Giftwirkung von Rizin entschlüsselte: Er
testete das Gift an tausenden verschiedenen mutierten Maus-Stammzellen und
stellte fest, dass Zellen überlebten, in denen Gpr107 verändert war. "Nach
unseren Erkenntnissen könnte man nun rasch ein Gegengift entwickeln, indem man
Gpr107 blockiert", glaubt Elling.
Doch damit ist das Potenzial der neuen Methode längst nicht erschöpft. Denn
die sogenannten haploiden ES-Zellen haben die Fähigkeit, sich in jede beliebige
Körperzelle zu verwandeln. Künftig können gezielt Muskel-, Nerven- oder
Herzzellen untersucht werden. "Das Verfahren wird sich in wenigen Jahren als
neue Screeningmethode etablieren und Gen-Untersuchungen viel effizienter
machen", ist sich Josef Penninger sicher.
Eines der nächsten Projekte, an denen Penningers Team bereits arbeitet,
beschäftigt sich mit der Entwicklung von Resistenzen gegen Chemotherapien, einem
Schlüsselthema bei der Krebsentstehung. (DER STANDARD, Printausgabe, 02.12.2011)
