Den Weg zu lebensrettenden Stammzellen ebnen

Die meisten von uns haben die Grundlagen der Biologie, die wir in der Schule gelernt haben, längst vergessen. Ab und zu gibt es jedoch Nachrichten, die uns das alles wieder ins Gedächtnis rufen. Und heute ist ein solcher Tag. Warum? Erstens, weil wir immer für eine Überraschung gut sind. Zweitens aber, weil dies die Geschichte eines medizinischen Durchbruchs ist. Sie erzählt von einem Nobelpreisträger und davon, wie wir dazu beitragen, dass mehr Menschen lebensrettende Stammzellen erhalten.

So genannte iPS-Zellen (induced Pluripotent Stem) sind wirklich unglaublich (warum das so ist, erklären wir gleich). Wie zu erwarten, wurden sie von jemandem entdeckt, der ebenso erstaunlich ist. Heute ist Dr. Shinya Yamanaka emeritierter Direktor am CiRA (Centre for iPS Cell Reseach and Application – Zentrum für iPS-Zellforschung und -Anwendung) an der Kyoto University in Japan. Als junger Mann plante er seinerzeit, das Familienunternehmen zu übernehmen, als sein Vater ihm einen anderen Vorschlag machte.

My Yamanaka Senior war Ingenieur. Als er nach einem Arbeitsunfall ins Krankenhaus musste, war seine Familie natürlich sehr besorgt. Zu ihrer Erleichterung erholte er sich dank einer Bluttransfusion von seinen Verletzungen. Doch es wurde bald klar, dass nicht alles in Ordnung war. Vor seinen Augen wurde sein Vater immer kränker. Ohne zu wissen woher, hatte er sich mit Hepatitis infiziert. Er litt viele Jahre lang an den schrecklichen Folgen einer Leberzirrhose. Wahrscheinlich war das der Grund, warum er seinem jungen Sohn aus heiterem Himmel sagte: „Shinya, Du solltest Arzt werden.“ Und genau das tat er dann auch. Als sein Vater verstarb, war er mit 26 Jahren bereits Chirurg. In einer Rede an der Universität Oslo beschreibt er, dass er sich „machtlos fühlte, weil ich meinem eigenen Vater nicht helfen konnte“. Das war der Wendepunkt, an dem er beschloss, seine berufliche Ausrichtung vom Chirurgen zum Wissenschaftler zu ändern und sich auf die Stammzellenforschung zu spezialisieren. Dieser Forschungsbereich hatte gute Aussichten, Menschen wie seinem Vater helfen zu können. Dessen Hepatitis wäre mittlerweile heilbar.

Im Jahr 2006 machte Dr. Shinya Yamanaka eine phänomenale Entdeckung, die ihm einige Jahre später den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin einbrachte. Er und sein Team entdeckten, dass reife Stammzellen durch einige spezifische Gene „umprogrammiert“ werden können, um „pluripotent“ zu werden. Das bedeutet, dass sie so manipuliert werden können, dass sie wieder zu unreifen Zellen werden. Diese können dann wiederum zu allen Arten von Zellen im Körper heranwachsen.

Das ist natürlich sehr vereinfacht ausgedrückt. Im Grunde bedeutet das aber, dass er entdeckt hat, wie man unsere vorhandenen Körperzellen (die nur eine einzige Aufgabe im Körper haben) in neue, frische Zellen verwandelt. Diese können dann für den Einsatz in den verschiedensten Bereichen „trainiert“ werden. Die Auswirkungen auf die Medizin waren enorm, und sind es immer noch. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, man könnte Ihnen Ihre eigenen gesunden Stammzellen transplantieren, um diejenigen zu ersetzen, die nicht richtig funktionieren, beschädigt oder krank sind! Es hat bereits ein klinischer Versuch stattgefunden, bei dem die Verschlechterung der Sehkraft bei einem Patienten mit altersbedingter Makuladegeneration offenbar aufgehalten werden konnte. Viele andere sind in Arbeit.

Ohne zu sehr ins Detail zu gehen, handelt es sich dabei um eine „personalisierte Medizin“. Hierbei sind Gesundheitsversorgung und Behandlungen speziell auf einen Patienten zugeschnitten. Die Entdeckungen in diesem Bereich bringen uns einem Wendepunkt in der Medizin näher, der die Gesundheit von Millionen von Menschen verbessern könnte. In diesem Fall werden Patient:innen die eigenen Stammzellen entnommen und so verändert, dass sie von ihnen erneut genutzt werden können. Die Verwendung dieser autologen iPS-Zellen („autolog“ bedeutet, dass die Zellen von der gleichen Person stammen, die damit behandelt werden soll) ist ein sehr individuelles Beispiel. Aber man kann sich leicht vorstellen, dass dies bereits in der Forschungsphase unglaublich kostspielig ist. Das verlangsamt natürlich die Entwicklungszeit, bis klinische Studien für Patient:innen endlich Realität werden.

Um einen Punkt zu erreichen, an dem das möglich ist, benötigt das CiRA einen stabilen Vorrat an iPS-Zellen. Sie müssen von garantierter Qualität sein und in kurzer Zeit und zu geringen Kosten produziert werden können. Und genau da kommt Canon ins Spiel. Gemeinsam arbeiten wir an einem Forschungsprojekt zur Lösung dieses anspruchsvollen Ziels. Unser breit gefächertes technisches Fachwissen ist für das CiRA auf vielen Ebenen nützlich.

Wir können dabei helfen, eine kostengünstige Methode zur Untersuchung der Zellen zu entwickeln. Das geschieht, indem wir unser Fachwissen in den Bereichen Optik, Messung und diagnostische Bildgebung einsetzen. Und garantierte Qualität steht ja bekanntlich immer im Mittelpunkt unseres Handelns (wir produzieren jeden Tag nach höchsten Standards). Darum können wir gemeinsam unsere Produktionswerkzeuge und die QC-Technik anpassen, um die Faktoren zu ermitteln und zu kontrollieren, welche die Qualität der Zellen beeinflussen.

Es geht aber nicht nur um das unglaubliche Potenzial für die Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten durch Zelltransplantationstherapien und anderen Formen der regenerativen Medizin (die dazu beiträgt, Funktionen, die durch Krankheiten oder Verletzungen verloren gegangen sind, wiederherzustellen). Man geht auch davon aus, dass iPS-Zellen bei der Entwicklung neuer Medikamente und sogar bei der Entdeckung der Ursachen von Krankheiten von entscheidender Bedeutung sein werden. Sie können ohne irgendwelche Verletzungen zu verursachen, kranken Patient:innen entnommen, und dann mit gesunden Zellen verglichen werden.

Dr. Shinya Yamanakas Ziel ist es, die Kosten für die Herstellung und Bereitstellung dieser Zellen pro Patient:in bis 2025 auf unter 6.000 € zu senken. „Wir kombinieren die optischen, messtechnischen und diagnostischen Bildgebungstechnologien der Canon Gruppe mit den Daten, die das CiRA durch die Produktion von iPS-Zellen gesammelt hat. Ich erwarte, dass wir dadurch bei der Erreichung unserer Ziele enorme Fortschritte machen werden“, sagt er. Wir kommen dem Punkt immer näher, an dem diese Forschung wirklich Leben verändern kann. Selbst diejenigen von uns, die in der Schule Schwierigkeiten in Biologie hatten, werden zustimmen, dass wir Zeugen einer wirklich außergewöhnlichen Zeit für medizinischen Fortschritt sind. Wie es aussieht, werden wir alle ihm und seinem verstorbenen Vater eine Menge zu verdanken haben.