Augen aus Stammzellen

Auf dem Boden einer Petrischale voller Wasser liegen etwa ein Dutzend Frosch-Embryonen. Aus den Zellklumpen, die nicht größer als eine Nadelspitze sind, züchtet Asashima Augen, Ohren und andere Organe von Fröschen. Die Technik, die er entwickelt hat und weiter verfeinert, könnte Wissenschaftern eines Tages helfen, mit menschlichen Stammzellen erkrankte oder zerstörte Organe zu ersetzen.

"Wenn wir in dieser Richtung weiter forschen, wird es Leuten, die ihr Sehvermögen verloren haben, möglich, wieder zu sehen", erklärt der Professor für Entwicklungsbiologie. Nach zwei Jahrzehnten Forschung hatte er 1989 entdeckt, dass ein Protein mit dem Namen Activin die Gene in den embryonalen Stammzellen eines Frosches veranlasst, Nieren, Lebern und andere Organe zu bilden. Vor vier Jahren gelang es Asashima dann als erstem Forscher, ein Sinnesorgan, nämlich ein Froschauge, in einem Reagenzglas aus einer Stammzelle heranzuzüchten.

Im Vorjahr transplantierte er ein aus Stammzellen gezüchtetes Auge in eine erblindete Kaulquappe und machte das Tier damit wieder sehend. Rund 60 Kaulquappen haben Asashima und seine Helfer bisher neue Augen eingesetzt - in 70 Prozent mit Erfolg.

Beim Züchten von Organen geht Asashima in mehreren Schritten vor. Zunächst schneidet er den Teil des Embryos ab, der für die Gewebebildung zuständig ist. Diesen taucht er in eine Lösung mit dem Protein Activin. Der getränkte Embryoteil wird dann zwischen zwei unbehandelte Embryos gesteckt. Etwa fünf Tage lang wird dieser "Embryo-Sandwich" dann in Ruhe gelassen. In dieser Zeit werden die unbehandelten Teile zur Organbildung angeregt. Je nach Konzentration von Activin, Vitamin A und anderer Stoffe werden verschiedene Instruktionen in die Zellen geschleust.

So bewirkt beispielsweise eine geringere Konzentration die Produktion von Blutzellen und Muskelgewebe, während eine höhere Gabe von Activin Herzen, Lebern und Bauspeicheldrüsen hervorbringt. Asashima räumt aber ein, dass noch ein großer Schritt von der Produktion von Froschorganen hin zu der Erzeugung menschlicher Organe erforderlich ist.

Experten halten es durchaus für möglich, dass Asashimas Forschungen dazu beitragen können, Krankheiten zu heilen, die durch eine Degeneration von Gehirnzellen verursacht werden. "Die Prinzipien, die Asashima an niederen Tieren entwickelt, werden auch auf Menschen übertragbar sein", meint der US-Biomediziner Carl Pfeiffer von der State University Virginia. Trotz der offenkundigen Unterschiede haben Frosch und Mensch nach Darstellung des Biomediziners viel gemeinsam, z. B. ähnliche Herz- und Skelettmuskel.

Andere wie Professor Jonathan Slack von der Universität Bath in England hingegen sind skeptisch: "Menschliche Stammzellen werden verschiedene Gewebeformen hervorbringen, aber keine intakten Organe. Selbst wenn dies aber möglich sein sollte, müssten die Organe dann Monate lang wachsen, um groß genug für eine Transplantation zu werden."- Asashima will seine Forschungen, sobald er sie an den Kaulquappen perfektioniert hat, auf Mäuse ausdehnen.