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Zielgruppeneinstiege

5. Genehmigung nach dem Stammzellgesetz

Erteilt am 27.10.2003. Forschungsvorhaben beendet. Genehmigung erloschen am 30.04.2016.

1. Genehmigungsinhaber(in)

Max-Planck-Gesellschaft (Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie, Göttingen)

2. Zell-Linien

Die vorgesehenen Forschungsarbeiten basieren auf humanen embryonalen Stammzellen (hES-Zellen) der folgenden Linien:

  • H1 (Wicell Research Institute, Madison, WI, USA)
  • H9 (Wicell Research Institute, Madison, WI, USA)

Die Genehmigung gilt jeweils auch für die Einfuhr und Verwendung von Sub-Linien (z.B. von klonalen Sub-Linien oder genetisch modifizierten Derivaten) der genannten humanen embryonalen Stammzell-Linie(n).

3. Angaben zum Forschungsvorhaben

Für Forschungsarbeiten unter dem Titel „Differenzierung humaner embryonaler Stammzellen zu dopaminergen Neuronen und funktionelle Untersuchungen im Ratten- und Primatenmodell“ wurden die Einfuhr und Verwendung der oben genannten humanen embryonalen Stammzell-Linien beantragt.

Die hES-Zellen sollen für folgende Zwecke verwendet werden:

Im ersten Teil des Projektes sollen die hES-Zellen in vitro zu dopaminergen Neuronen differenziert und charakterisiert werden. Dabei sollen vor allem die Faktoren und Bedingungen bestimmt werden, die für die selektive In-vitro-Differenzierung von hES-Zellen in dopaminerge Neuronen erforderlich sind.

Im zweiten Teil des Projektes sollen die aus den hES-Zellen hergestellten dopaminergen Neuronen dann in die Gehirne von Ratten und nicht-humanen Primaten transplantiert werden, deren dopaminerges System zuvor geschädigt wurde und die als Modelle für den Morbus Parkinson dienen. Das Teilprojekt dient der Untersuchung der Integrationsfähigkeit humaner dopaminerger Neuronen im Gehirn. Es sollen insbesondere die Dopaminfreisetzung und die Vitalität der in vitro differenzierten dopaminergen Neuronen mittels histologischer und funktioneller Untersuchungen bestimmt werden. Die geplanten Verhaltensstudien sollen die Frage beantworten, in welchem Ausmaß Parkinson-ähnliche Symptome durch die Transplantation von aus hES-Zellen gewonnenen dopaminergen Neuronen verbessert werden.

Bei dem Forschungsvorhaben wird mit einer voraussichtlichen Dauer von 4 Jahren gerechnet.

4. Hochrangigkeit der Forschungsziele

Nach der wissenschaftlich begründeten Darlegung des Antragstellers dienen die vorgesehenen Forschungsarbeiten an hES-Zellen nach übereinstimmender Auffassung der Zentralen Ethik-Kommission für Stammzellenforschung (ZES) und des RKI hochrangigen Forschungszielen für den wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn im Rahmen der Grundlagenforschung.

Für diese Beurteilung sind folgende Gründe maßgeblich:

Das erste Teilprojekt - die Differenzierung von hES-Zellen in dopaminerge Neuronen - kann dazu beitragen, Fragen von essenzieller Bedeutung für das Verständnis der Stammzelldifferenzierung zu klären.

Der zweite Teil des Projektes - die Transplantation von dopaminergen Neuronen in die Gehirne von Versuchstieren und deren Analyse - trägt voraussichtlich zu neuen Erkenntnissen über die Eigenschaften von aus hES-Zellen gewonnenen Neuronen in einer physiologischen Umgebung bei. Darüber hinaus ist die Verwendung eines dem Menschen näherstehenden Tiermodells für die Simulation der Symtome des Morbus Parkinson (Marmoset-Modell anstelle der bisher verwendeten Nagermodelle) voraussichtlich von größerer Relevanz für das humane System. Die größere anatomische Nähe und die längere Lebensdauer der Marmosets könnten eine bessere Bewertung der anatomischen und funktionellen Integration transplantierter Neuronen in Hinsicht auf den Menschen ermöglichen.

Die oben genannten konkreten Forschungsziele können darüber hinaus mittelfristig bzw. längerfristig relevant für die Erweiterung medizinischer Erkenntnisse bei der Entwicklung diagnostischer, präventiver oder therapeutischer Verfahren zur Anwendung beim Menschen sein.

Das heißt hier:

Die Ergebnisse dieser Forschung könnten ein besseres Verständnis der physiologischen Prozesse im Gehirn einschließlich der Fehlfunktionen, die mit der Parkinson’schen Krankheit verbunden sind, schaffen und ggf. langfristig zur Entwicklung neuer Therapien einschließlich von Ansatzpunkten für Zellersatztherapien beitragen.

5. Notwendige Vorarbeiten und Erforderlichkeit der Verwendung von humanen embryonalen Stammzellen für die mit dem Vorhaben verfolgten Fragestellungen

Nötige Voruntersuchungen mit murinen embryonalen Stammzellen (mES-Zellen) zur Entwicklung der Bedingungen für die Differenzierung von dopaminergen Neuronen sowie deren Charakterisierung sind in verschiedenen Laboratorien und auch vom Genehmigungsinhaber selbst in seinem Labor und in Kooperation mit anderen Wissenschaftlern durchgeführt worden.

Ferner wurden sowohl vom Genehmigungsinhaber und seinen Kooperationspartnern als auch von anderen Wissenschaftlern bereits Tiermodelle für die Parkinson’sche Krankheit entwickelt und genutzt, um die Eigenschaften der aus mES-Zellen gewonnenen dopaminergen Neuronen in vivo zu untersuchen. In Kollaboration mit der Abteilung für Klinische Neurophysiologie der Universität Göttingen und der Abteilung Neurobiologie des Primaten-Zentrums Göttingen wurden dopaminerge Neuronen in das Striatum unilateral 6-OHDA-läsionierter Ratten transplantiert und die Effizienz dieser Transplantation mittels verschiedener Verhaltenstests und histologischer Untersuchungen ermittelt. Es wurde gezeigt, dass die zu dopaminergen Neuronen differenzierten mES-Zellen nach Transplantation im Ratten-Modell zur Integration in das Nervengewebe fähig waren und zu einer Besserung der krankheitsbedingten Verhaltensstörungen in diesem Tiermodell führten. Es wurde ferner ein Marmoset-Modell des Morbus Parkinson entwickelt.

Der Einsatz von hES-Zellen ist für die Erreichung des mit dem Forschungsvorhabens angestrebten Erkenntnisgewinns erforderlich. Eine Verwendung von adulten neuronalen humanen Stammzellen kommt nicht in Betracht, weil diese Zellen bislang nicht in für die geplanten experimentellen Arbeiten ausreichender Menge gewonnen werden können. Auch sind Methoden für die Gewinnung einer ausreichenden Anzahl humaner dopaminerger Neuronen auf dem Weg der sogenannten Transdifferenzierung von Stammzellen aus Blut oder Knochenmark nicht etabliert. Abgesehen davon ist nicht klar, in welchem Maße Zellfusionen zu dem Phänomen der Transdifferenzierung beitragen, d.h. inwieweit adulte Stammzellen tatsächlich über das hier benötigte Differenzierungspotential verfügen.

Die Gewinnung von ausreichend homogenem Zellmaterial dopaminerger Neuronen in der benötigten Menge aus fötalen Zellen ist gegenwärtig ebenfalls nicht realisierbar, abgesehen davon, dass die Gewinnung fötaler Zellen sowohl ethische als auch technische Probleme aufwirft. Ferner erlaubt die Nutzung adulter oder fötaler neuronaler Vorläuferzellen auch nicht die Bestimmung von Faktoren und Bedingungen, die die Differenzierung embryonaler Zellen in dopaminerge Neuronen beeinflussen.

Stand: 30.04.2016

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