Induzierte pluripotente Stammzellen sind bedeutender Schlüssel zur Erforschung von Krankheitsmechanismen und neuer therapeutisch wirksamer Substanzen. Sie sind zudem die Lösung wenn es darum geht, Tierversuche im großen Stil durch humanspezifische Methoden zu ersetzen. Zur Herstellung von iPS-Zellen braucht man nur eine kleine, nicht-invasiv erworbene Zellprobe, z.B. von der Haut oder aus dem Urin. Danach war bislang die Re-Embryonalisierung von adulten Zellen durch das Einbringen spezifischer Gene möglich (1). Nach Takahashi und Yamanaka (2006) war eine Reembryonalisierung erfolgreich, wenn die vier Gene Oct4, Sox2, c-Myc und Klf-4 eingebracht wurden (2). Eine fortgeschrittenere Methode ist bislang, nicht mehr die Gene zu verändern, sondern bestimmte biotechnologisch erzeugte Proteine in die Zellen einzubringen (sogenannte Protein-induzierte pluripotente Stammzellen).

Dies ist nun nicht mehr notwendig, da man den Zell-eigenen Schalter zur Reembryonalisierung gefunden hat. Dabei konzentrierte sich das Stammzellspezialistenteam um Konrad Hochedlinger und Sihem Cheloufi vom Department of Stem Cell and Regenerative Biology der Harvard University in Boston, Ulrich Elling und Josef Penninger vom Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, sowie der Krebsforscher Johannes Zuber vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien auf sogenannte Chromatin-Regulatoren. Es handelt sich um Faktoren, die für das epigenetische Gedächtnis der Zellen zuständig sind und sozusagen das "Gedächtnis" der Zelle aufrecht erhalten. Unter allen 615 Faktoren, die das innovate Team testeten, schienen vier eindeutig für die Aufrechterhaltung der Differenzierung verantwortlich zu sein und die Bildung von iPS-Zellen zu verhindern. Unter den vier waren ein bereits bekannter Faktor (SET domain-containing H3K9 methyltransferase Setdb1) sowie die Faktoren CHAF1A und CHAF1B, die den chromatin assembly factor 1-Komplex bilden, und das ubiquitin conjugating enzyme 2I. Wenn die Forscher diese Faktoren unterdrückten, erhielten sie eine 50-2000fach höhere Ausbeute an iPS-Zellen als allein mit dem bekannten Faktor.

Durch die neue Entdeckung konnten sie den Produktionszeitraum von iPS-Zellen von neuen auf vier Tage reduzieren.

Originalliteratur:
Sihem Cheloufi, Ulrich Elling et al. (2015): The histone chaperone CAF-1 safeguards somatic cell identity. Nature 528: 218-224.
doi:10.1038/nature15749

Quelle:
http://www.imp.ac.at/fileadmin/imp/Documents/Press_Releases/2015/151209_PA_CAF1_D.pdf

(1) http://www.eurostemcell.org/de/factsheet/reprogrammierung-wie-jede-zelle-des-k%C3%B6rpers-zu-einer-pluripotenten-stammzelle-gemacht-werd
(2) Kazutoshi Takahashi & Shinya Yamanaka (2006): Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by
Defined Factors. Cell 126: 663–676.
 
Weitere Informationen:
http://hsci.harvard.edu/people/konrad-hochedlinger-phd
http://www.imp.ac.at/news/news/news-details/?tx_news_pi1[news]=186&tx_news_pi1[controller]=News&tx_news_pi1[action]=detail&cHash=36e9ff325eebdbd617baccefbb7a112a