iPS-Zellen einfach erklärt

Definition

iPS-Zellen ist die Kurzform für induzierte pluripotente Stammzellen. Dies bedeutet zunächst, dass es sich bei diesem Zelltypen um Stammzellen handelt. Stammzellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich noch zu keinem Zelltypen ausdifferenziert haben. Das Interessante ist nun, dass iPS-Zellen diese Fähigkeit zur Differenzierung auch noch besitzen. Der Unterschied zu „normalen“ Stammzellen liegt allerdings darin, dass iPS-Zellen bereits differenziert waren. Sie wurden lediglich in ihren ursprünglichen Zustand zurück gesetzt, ähnlich wie bei einem Reset. Dieser ursprüngliche Zustand wird also „induziert“. Um die Eigenschaft der Pluripotenz zu verstehen müssen zwei Begriffe betrachtet werden: Totipotenz und Pluripotenz. Während totipotente Zellen sich alleine zu einem Lebewesen ausbilden können, fehlt pluripotenten Zellen diese Eigenschaft. Dennoch besitzen sie die Fähigkeit sich zu einer beliebigen menschlichen Zellen auszudifferenzieren.

Herstellung von iPS-Zellen

Die Gewinnung von iPS-Zellen geschieht aus Zellen des Bindegewebes, sogenannten Fibroblasten. Dies gelang dem Japaner Shinya Yamanaka im Jahr 2006. Sechs Jahre später erhielt er deshalb sogar den Nobelpreis für Medizin. Yamanaka machten sich die Eigenschaft von Retroviren zu eigen: Für die eigene Vermehrung fügt ein Retrovirus eine sogenannte Provirus-DNA in das Wirtszellgenom ein. Mittels eines Retrovirus schleuste er so vier Gene in das Genom der murinen Fibroblasten ein, die für die Transkriptionsfaktoren Sox-2, Oct-4, Klf-4 und c-Myc codieren. Zusammen führen diese Faktoren zu der Reprogrammierung von somatischen Zellen in iPS-Zellen. Inzwischen bezeichnet man diese vier Gene sogar als Yamanaka-Faktoren.

Vor- und Nachteile von iPS-Zellen

Während die ursprünglichen Reprogrammierung noch die Entstehung von Krebs durch den Einsatz eines Retrovirus förderte, konnten in der Zwischenzeit in diesem Bereich Fortschritte gemacht werden. Auch der Prozess an sich stellt sich als sehr zeitintensiv dar, da immer nur ein sehr geringer Teil der Zellen tatsächlich erfolgreich reprogrammiert werden kann. Hinzu kommt, dass es scheinbar weitere epigenetische Unterschiede zwischen iPS-Zellen und embryonalen Stammzellen gibt.

Dennoch stellen iPS-Zellen eine ethisch besser vertretbare Alternative zu embryonalen Stammzellen dar. Diese Stammzellen können nämlich nur aus einem Embryo gewonnen werden. Auch im Kampf gegen die Huntington Erkrankung könnten iPS-Zellen besonders hilfreich sein.