1999 erhielt Shinya Yamanaka die Möglichkeit, an seiner Heimat-Universität in Kyoto ein eigenes Forscherteam zusammenzustellen. Ein Jahr zuvor waren erstmals embryonale Stammzellen des Menschen im Labor gezüchtet worden. Diese Zellen sorgten damals in den Biowissenschaften weltweit für Begeisterung, denn sie konnten sich in unterschiedliche Zelltypen verwandeln.
"Embryonale Stammzellen sind sehr gut. In ihnen stecken gewaltige Möglichkeiten. Aber es gibt auch große ethische Hindernisse. Denn zu ihrer Gewinnung werden menschliche Embryonen verbraucht. Deshalb startete ich ein Projekt mit dem Ziel, embryonale Stammzellen nicht aus Embryonen zu gewinnen, sondern aus den eigenen Körperzellen der Patienten."
Shinya Yamanaka konzentrierte sich auf die genetischen Steuerungsfaktoren, die Stammzellen embryonal machen. Auf den ersten Blick eine Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen.
"Wir starteten mit etwa 10.000 Faktoren und brauchten fünf Jahre bis wir 24 wirksame Faktoren gefunden hatten. Diese schleusten wir alle gleichzeitig in reife Mäusezellen ein, und die Zellen wurden tatsächlich embryonal. Wir haben es einfach versucht, und es hat funktioniert."
Die Idee schien damals absurd. Aber als seine Doktoranden es ausprobieren wollten, habe er das Experiment nicht verhindert. Das war wohl meine größte Leistung, schmunzelt er. Die Zahl der notwendigen Faktoren konnte Yamanakas Team dann durch viel Fleißarbeit von 24 auf vier senken. Diese vier Faktoren stellte er 2006 in der Zeitschrift Cell der Fachwelt vor. Und die war sofort begeistert: Der zurückhaltende Japaner hatte aus Bindegewebszellen der Maus embryoähnliche Zellen erzeugt. Sie erhielten den Namen IPS-Zellen: induzierte pluripotente Stammzellen.
2008 gelang Shinya Yamanaka das gleiche mit menschlichen Körperzellen. Nun will er in Japan eine IPS-Stammzellenbank aufbauen, damit schon bald die ersten Patienten behandelt werden können.
"Wenn wir für jeden Patienten aus seinem eigenen Körper IPS-Zellen machen könnten, wäre das ideal. Aber das ist nicht realistisch. Es wäre sehr teuer und würde für jeden Patienten mehr als drei Monate dauern. Gerade bei akuten Krankheiten oder Verletzungen, wie Rückenmarksverletzungen, muss es schneller gehen. Eine oder zwei Wochen nach einer Verletzung, sollte ein Patient die heilenden Zellen erhalten."
Yamanakas Idee: die Zellen müssen vorbereitet werden. Tiefgefroren stehen sie dann bei Bedarf sofort zur Verfügung.
"Wir schlagen eine Art IPS-Bank vor. Wir entnehmen Zellen aus der Haut von Freiwilligen und reprogrammieren sie zu embryoähnlichen IPS-Zellen. Wenn wir IPS-Zellen von 50 verschiedenen Freiwilligen in der Bank lagern, dann haben wir Zellen mit sehr unterschiedlichen Oberflächen. Die Zelloberfläche entscheidet, ob die Zellen vom Immunsystem des Empfängers abgestoßen werden. 50 Zell-Linien würden nach unseren Berechnungen ausreichen, um über 90 Prozent der japanischen Bevölkerung zu behandeln."
In nur zwei Jahren – so wünscht es sich Shinya Yamanaka - soll diese IPS-Bank bereit stehen, um die ersten Patienten zu behandeln.
"Embryonale Stammzellen sind sehr gut. In ihnen stecken gewaltige Möglichkeiten. Aber es gibt auch große ethische Hindernisse. Denn zu ihrer Gewinnung werden menschliche Embryonen verbraucht. Deshalb startete ich ein Projekt mit dem Ziel, embryonale Stammzellen nicht aus Embryonen zu gewinnen, sondern aus den eigenen Körperzellen der Patienten."
Shinya Yamanaka konzentrierte sich auf die genetischen Steuerungsfaktoren, die Stammzellen embryonal machen. Auf den ersten Blick eine Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen.
"Wir starteten mit etwa 10.000 Faktoren und brauchten fünf Jahre bis wir 24 wirksame Faktoren gefunden hatten. Diese schleusten wir alle gleichzeitig in reife Mäusezellen ein, und die Zellen wurden tatsächlich embryonal. Wir haben es einfach versucht, und es hat funktioniert."
Die Idee schien damals absurd. Aber als seine Doktoranden es ausprobieren wollten, habe er das Experiment nicht verhindert. Das war wohl meine größte Leistung, schmunzelt er. Die Zahl der notwendigen Faktoren konnte Yamanakas Team dann durch viel Fleißarbeit von 24 auf vier senken. Diese vier Faktoren stellte er 2006 in der Zeitschrift Cell der Fachwelt vor. Und die war sofort begeistert: Der zurückhaltende Japaner hatte aus Bindegewebszellen der Maus embryoähnliche Zellen erzeugt. Sie erhielten den Namen IPS-Zellen: induzierte pluripotente Stammzellen.
2008 gelang Shinya Yamanaka das gleiche mit menschlichen Körperzellen. Nun will er in Japan eine IPS-Stammzellenbank aufbauen, damit schon bald die ersten Patienten behandelt werden können.
"Wenn wir für jeden Patienten aus seinem eigenen Körper IPS-Zellen machen könnten, wäre das ideal. Aber das ist nicht realistisch. Es wäre sehr teuer und würde für jeden Patienten mehr als drei Monate dauern. Gerade bei akuten Krankheiten oder Verletzungen, wie Rückenmarksverletzungen, muss es schneller gehen. Eine oder zwei Wochen nach einer Verletzung, sollte ein Patient die heilenden Zellen erhalten."
Yamanakas Idee: die Zellen müssen vorbereitet werden. Tiefgefroren stehen sie dann bei Bedarf sofort zur Verfügung.
"Wir schlagen eine Art IPS-Bank vor. Wir entnehmen Zellen aus der Haut von Freiwilligen und reprogrammieren sie zu embryoähnlichen IPS-Zellen. Wenn wir IPS-Zellen von 50 verschiedenen Freiwilligen in der Bank lagern, dann haben wir Zellen mit sehr unterschiedlichen Oberflächen. Die Zelloberfläche entscheidet, ob die Zellen vom Immunsystem des Empfängers abgestoßen werden. 50 Zell-Linien würden nach unseren Berechnungen ausreichen, um über 90 Prozent der japanischen Bevölkerung zu behandeln."
In nur zwei Jahren – so wünscht es sich Shinya Yamanaka - soll diese IPS-Bank bereit stehen, um die ersten Patienten zu behandeln.