Freitag, 28.05.2004

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Durchbruch in der adulten Stammzellforschung

Neues Lübecker Verfahren hat herausragende Bedeutung für regenerative Medizin und Biotechnologie

An der Universität zu Lübeck wurde ein Durchbruch in der adulten Stammzellforschung erreicht. Privatdozent Dr. Charli Kruse vom Institut für Medizinische Molekularbiologie ist es mit seiner Arbeitsgruppe gelungen, aus differenziertem Gewebe tierischen und humanen Ursprungs mittels eines neuen Verfahrens Zellen mit Eigenschaften pluripotenter adulter Stammzellen zu isolieren. Das Besondere an diesen Zellisolaten ist, dass sie nach bisheriger Prüfung mittels zellspezifischer Fluoreszenzfärbungen, an Hand der Proteinmusteränderungen der Zellen bei der Differenzierung und in der Ausformung gewebeähnlicher Schichtungen in Zelltypen mit Merkmalen aller drei Keimblätter differenzieren (Pluripotenz). Als eine große Chance für die Stammzellforschung wird angesehen, dass aus Drüsengewebe der Ratte und des Menschen (unter anderem sogar eines 74-jährigen Patienten) derartige Stammzellen isoliert werden konnten. Die Ergebnisse der kleinen Gruppe am Lehrstuhl von Professor Peter K. Müller sind in mehrerer Hinsicht bemerkenswert. Einmal, weil man seit längerem intensiv im ausgereiften Organismus nach derartigen gut handhabbaren pluripotenten Stammzellen gesucht hat und bisher nicht fündig geworden ist. Zum anderen, weil damit nun eine Zellquelle für die regenerative Medizin, autologe Zelltherapie und Biotechnologie zur Verfügung steht, die später, bei weiterhin positivem Verlauf der Evaluierungen auch am Patienten, genutzt werden könnte.Dr. Kruse ist es in Kooperation mit medizinischen Einrichtungen auf dem Campus der Universität zu Lübeck wie der Klinik für Chirurgie (Privatdozent Dr. Matthias Birth), dem Institut für Anatomie (Privatdozent Dr. Thilo Wedel) und dem Institut für Medizinische Molekularbiologie (Privatdozent Dr. Jürgen Rohwedel) unter Einbeziehung modernster Zelltechnologien sowie der Entwicklung spezieller Verfahrensschritte gelungen, stabil im Labor wachsende und sich vermehrende humane Stammzelllinien zu etablieren. Derartig stabile Stammzellkulturen des Menschen sind gegenwärtig weltweit außerordentlich begehrt. Andererseits konnte die Arbeitsgruppe auch Differenzierungskulturen anlegen, die in sehr reproduzierbarer Weise Gewebeverbände von einigen Millimetern Größe, so genannte "organoide Gewebekörper", ausbilden. Auch diese Gewebekulturen konnten wieder in stabile, sich selbst reproduzierende Vermehrungskulturen überführt werden. Ein Ergebnis, das bisher beim Menschen nur mit embryonalen Stammzellen (über den Umweg der Induktion einer Blastozyste) erreicht und am 12. Februar 2004 von der Koreanischen Wissenschaftlergruppe um Woo Suk Hwang vorgestellt wurde.

Aufgrund der Bedeutung der Zellisolations- und Kultivierungsexperimente haben die Universität Lübeck, vertreten durch ihren Rektor Prof. Alfred X. Trautwein, und das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik, vertreten durch seinen Direktor Professor Günter R. Fuhr, bereits Anfang des Jahres eine Fraunhofer-IBMT-Arbeitsgruppe an der Universität zu Lübeck unter der Leitung von Herrn Privatdozent Dr. Charli Kruse gegründet und unter sofortiger Zuführung von Mitteln die erforderliche Infrastruktur geschaffen. Es ist der Wunsch und das Ziel beider Einrichtungen, mit Hilfe ihrer Forschungsallianz den Ausbau und die Verwertung dieser Ergebnisse, insbesondere zur Sicherung des Vorsprungs gegenüber der internationalen Forschung auf dem Stammzellgebiet in Deutschland, unbürokratisch zu fördern und zu beschleunigen. Durch die Einbeziehung der Technologie-Plattform der Fraunhofer-Gesellschaft, wie etwa im Bereich der Zellisolation und Tieftemperaturkonservierung lebender Proben, stehen der Arbeitsgruppe Forschungsbedingungen und -kooperationen zur Verfügung, wie sie kaum anderenorts in der Welt zu finden sind. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung, die Max-Planck-Gesellschaft sowie die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Landesregierungen Schleswig-Holsteins und des Saarlandes sind über die bahnbrechenden Ergebnisse informiert und aufgrund der biomedizintechnischen Bedeutung des Erfolges in die weitere Forschungsstrategie einbezogen.

Die neu gegründete Fraunhofer-IBMT-Arbeitsgruppe "Zelldifferenzierung und Zelltechnologie" wird in Kürze neue Räume im Multifunktionscentrum (MFC) auf dem Lübecker Hochschul-Campus beziehen und kann auf diese Weise ohne Unterbrechung ihre Forschungsarbeiten auf einem der international wohl am härtesten umkämpften Gebiete fortsetzen. Es gilt nun, die Resultate durch Fremdeinrichtungen zu prüfen, den Vorsprung auszubauen, die Verfahrensschritte zu optimieren und die Universalität des Verfahrens zu untermauern.

Die Arbeitsgruppe von Dr. Kruse ist in Anbetracht des hohen biotechnologisch-medizinischen Potentials der Ergebnisse sofort in ein integriertes Projekt der Europäischen Union "CellPROM" einbezogen worden, dessen Ziel die definierte oberflächenbasierte Induktion der Differenzierung von tierischen Zellen ist. Die Universität zu Lübeck, das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (St. Ingbert) und die Max-Planck-Institute für Biophysikalische Forschung (Göttingen) sowie für Molekulare Biomedizin (Münster) haben auf Initiative des Fraunhofer-IBMT eine Forschungsallianz zur Prüfung, Bewertung und zum Ausbau der Lübecker Ergebnisse geschlossen.

Diese in wenigen Wochen formierte Initiative zwischen Universität, Grundlagen- und Anwendungsforschung ist ein Beispiel für rasche und forschungsorientierte Entscheidungen. Sie belegt anschaulich die Handlungsfähigkeit und hohe Flexibilität der deutschen Forschungsinstrumente. In der Folge dieser bahnbrechenden Forschungsergebnisse und etablierten Lübecker Stammzelllinien durch Dr. Kruse sowie der Ansiedlung der Fraunhofer-IBMT-Arbeitsgruppe "Zelldifferenzierung und Zelltechnologie" werden sowohl die Universität zu Lübeck als auch die Region Lübeck in ihrer Bedeutung als wichtiger Biomedizintechnik-Standort Deutschlands weiter gestärkt.

Wissenschaftliche Veröffentlichung:
Pluripotency of adult stem cells derived from human and rat pancreas; C. Kruse, M. Birth, J. Rohwedel, K. Assmuth, A. Goepel, T. Wedel
Appl. Phys. A (2004), DOI: 10.1007/s00339-004-2816-6

Ground-breaking success in adult stem cell research