DE10136719A1

DE10136719A1 - Verfahren zur Gewinnung omnipotenter menschlicher embryonaler Stammzellen

Info

Publication number: DE10136719A1
Application number: DE2001136719
Authority: DE
Inventors: Georg S Wengler; Hans-Werner Schmitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung omnipotenter menschlicher embryonaler Stammzellen (4, 5) mit folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A - Durchführung einer künstlichen Befruchtung von zumindest einer Eizelle (1); DOLLAR A - Kultivierung der befruchteten Eizelle (1) in eine Blastozyte (3); DOLLAR A - Entnahme zumindestens einer Stammzelle (5) aus der Blastozyte (3); DOLLAR A - Konservierung der entnommenen Stammzelle (5) und DOLLAR A - Aufteilung der verbleibenden Stammzellen (4) der Blastozyte (3) in Einzelzellen.

Description

wie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung omnipotenter menschlicher embryonaler Stammzellen gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 2.

Omnipotente embryonale Stammzellen, die teilweise auch als pluripotente Stammzellen bezeichnet werden, haben gegenüber adulten Stammzellen zunächst den Vorteil einer uneingeschränkten Vermehrbarkeit über lange Zeiträume und ferner den Vorteil der Möglichkeit der gezielten Ausreifung in praktisch allen Gewebstypen.

Aufgrund dieser Fähigkeiten werden große Hoffnungen in die embryonale Stammzellenforschung gesetzt, da es möglich erscheint, mit diesen Stammzellen für die menschliche Heilkunde völlig neue Wege zu eröffnen. So erscheint es möglich, pharmakologische Wirkstoffe, wie differenzierte Zelltypen bis hin zu ganzen Organen zu erzeugen.

Zur Gewinnung embryonaler Stammzellen könnten beispielsweise überzählige, bei einer künstlichen Befruchtung entstandene Embryonen herangezogen werden. Der Grund für diese überzähligen Embryonen liegt darin, dass für die Zwecke einer künstlichen Befruchtung einer Frau mehrere Eizellen auf einmal entnommen werden, um den Leidensdruck bei dieser ohnehin nicht ganz unproblematischen Vorgehensweise so niedrig wie möglich halten zu können, falls beispielsweise eine der nach der künstlichen Befruchtung implantierten Eizellen abgestoßen werden würde. Gerade bei diesen überzähligen, im gefrorenen Zustand aufbewahrten Embryonen stellt sich jetzt hauptsächlich das ethische Problem, ob diese z. B. zu Forschungszwecken dazu verwendet werden dürfen, embryonale Stammzellen zu gewinnen. Denn weder Wissenschaft, Politik, Religion noch Ethik sind sich bisher darüber einig geworden, wann überhaupt von einem schützenswürdigen menschlichen Lebewesen mit Menschenwürde auszugehen ist. Die Bandbreite hierbei reicht von der gerade befruchteten Eizelle bis hin zum gerade geborenem Kind.

Das derzeit heftig diskutierte zentrale Problem der embryonalen Stammzellenforschung liegt mithin hauptsächlich auf ethischem Gebiet. Andererseits kollidiert eine generelle Ablehnung der embryonalen Stammzellenforschung mit der ärztlichen Verpflichtung, nach neuen Behandlungsstrategien zu suchen.

Um dieses ethische Problem zu lösen, wurden in der letzten Zeit in der politischen und wissenschaftlichen Diskussion unterschiedliche Lösungsansätze angeboten. So wird beispielsweise vorgeschlagen, für Forschungs- und therapeutische Zwecke einerseits Embryonen nicht gezielt herzustellen, andererseits jedoch sog. überzählige Embryonen, die bei der erwähnten künstlichen Befruchtung erzeugt werden, und die für keine andere Verwendung vorgesehen sind, mit Zustimmung der Eltern in begrenzter Zahl und unter strenger Kontrolle für die Gewinnung von Zellinien einzusetzen. Bei diesem Vorschlag verbleibt es letztendlich jedoch auch bei dem wiederum hauptsächlich ethischen Problem, dass die Embryonen endgültig verbraucht werden und somit aus diesen Embryonen trotz ihrer grundsätzlichen Eignung kein menschliches Individuum mehr entstehen kann.

Ein anderer Ansatz zur Lösung des ethischen Problems sieht vor, die überzählichen Embryonen durch einen gezielten Preprogrammierungsschritt in spezifizierte Zellen umzuwandeln, in denen der genetische Code des Embryonen und damit die Basisinformation dieser Lebensurzelle erhalten bleibt.

Dieser Vorschlag geht von der Idee aus, dass durch diesen Schritt an sich kein Verbrauch und damit eine Vernichtung des Embryos einhergeht, sondern z. B. nur eine Umwandlung in einen bestimmten Zelltyp, beispielsweise ein isoliertes Organ, bei dem, wie gesagt, jedoch der Lebenscode nicht zerstört wird. Auch dieser Vorschlag ist vor allem für viele Ethiker aufgrund des Umstandes, dass letztendlich doch kein lebensfähiges einzelnes menschliches Individuum entstehen kann, abzulehnen.

Ferner wurde vorgeschlagen, überzählige Embryonen zur Adoption frei zu geben, was jedoch völlig den Kernproblempunkt umgeht, einerseits die Stammzellenforschung letztendlich zum Wohle des Menschen möglich zu machen und andererseits dennoch das ethische Problem der prinzipiellen Lebenserhaltung zu lösen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Gewinnung omnipotenter menschlicher embryonaler Stammzellen zu schaffen, bei dem sowohl für Forschungszwecke als auch für die individuellen Heilungsinteressen eines menschlichen Individuums embryonale Stammzellen gewonnen werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Das primäre Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 liegt in der Gewinnung von omnipotenten menschlichen embryonalen Stammzellen für allgemeine Forschungs- und Heilmittelerzeugungszwecke. Zur Lösung des eingangs erläuterten, hauptsächlich ethisch bedingten Problemes wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, aus dem Embryo in einem frühen Entwicklungsstadium, inbesondere aus der Blastozyte, die nach der Durchführung einer künstlichen Befruchtung einer Eizelle entstanden ist, mindestens eine Stammzelle zu entnehmen. Bei dieser Stammzelle handelt es sich aufgrund des Entwicklungsstadiums der Blastozyte um eine omnipotente embryonale Stammzelle, die die erläuerten Vorteile einer praktisch uneingeschränkten Vermehrbarkeit und der Ausreifungsmöglichkeit in jeden Zelltyp (insbesondere Organ) aufweist. Insbesondere weist diese Stammzelle die Möglichkeit auf, sich in ein vollständiges menschliches Individuum zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird genau diese Stammzelle konserviert, was beispielsweise durch eine kryotechnische Konservierung möglich ist. Da auch diese Stammzelle den gesamten genetischen Code der ihrer Entstehung zu Grunde liegenden befruchteten Eizelle aufweist, und da die Erfahrung zeigt, dass diese konservierte Stammzelle zu einem nahezu beliebig späteren Zeitpunkt zur Entwicklung des menschlichen Individuums, das ihrem genetischen Code entspricht, geeignet ist, können die verbleibenden Stammzellen in einzelne Stammzellen aufgeteilt werden, wodurch es möglich ist, ohne tatsächlichen Verbrauch des entstandenen Embryos, der in Form der konservierten Stammzelle weiter existiert, die benötigten omnipotenten menschlichen embryonalen Stammzellen herzustellen. Diese stehen für die Entwicklung von humanen embryonalen Zellinien und/oder enddifferenziertem Gewebe (Organe) und/oder generellen Forschungs- und Entwicklungseinsätzen zur Verfügung.

Beim Verfahren gemäß Anspruch 2 wird im Prinzip die gleiche Vorgehensweise angewandt, jedoch mit dem Ziel, für das aus der Endentwicklung der Blastozyte, aus der die Stammzelle entnommen wurde, entstandene menschliche Individuum wiederum eine prinzipiell unbegrenzte Anzahl von Stammzellen zur Verfügung zu stellen. Diese können dann für den Fall einer Erkrankung des menschlichen Individuums für Heilzwecke herangezogen werden. In dem Fall des Verfahrens gemäß Anspruch 2 wird die ethische Problematik allein schon dadurch gemindert, dass das aus der künstlichen Befruchtung erzeugte Embryo tatsächlich zum menschlichen Individuum zu Ende entwickelt wird und die entnommene Stammzelle bei deren etwaigen späteren Gebrauch zu Heilzwecken ohne das eingangs erläuterte ethische Problem benutzt werden kann. Die Forschung hat hierbei gezeigt, dass die Entnahme einer Stammzelle aus Blastozyten deren Entwicklung nicht beeinträchtigt, da in diesem Entwicklungszustand des menschlichen Lebens die entnommene Stammzelle problemlos ersetzt wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens gemäß Anspruch 2.

In Fig. 1 ist in schematisch stark vereinfachter Darstellung eine Eizelle 1 dargestellt, die mittels eines Sperma 2 künstlich befruchtet wird (in-vitro-Fertilisation). Aus dieser künstlich befruchteten Eizelle 1 entsteht durch Zellteilung eine Blastozyte 3, die 32 bis 64 omnipotente embryonale menschliche Stammzellen 4 enthält.

Von diesen Stammzellen 4 kann mit bekannter Technik, die in Fig. 1 durch die Spritze 5 symbolisiert ist, zumindest eine Stammzelle 5 der Blastozyte 3 entnommen werden. Diese Stammzelle 5 kann mit dem vollständigen genetischen Code und ihrer Eignung, sich wiederum zu teilen und damit ein vollständiges menschliches Individuum zu bilden, konserviert werden, was in Fig. 1 durch den Block 7 symbolisiert ist. Die verbleibenden Stammzellen können sodann ohne den Verbrauch des durch die Befruchtung entstandenen Embryos in Einzelzellen aufgeteilt werden, was in Fig. 1 durch die Zellansammlung 8, die von der Blastozyte 3 getrennt wird, symbolisiert wird. Somit ist es möglich, durch eine einzige künstliche Befruchtung zum einen eine relativ große Anzahl von etwa 30 bis 60 omnipotenten menschlichen emryonalen Stammzellen zu erzeugen und andererseits durch die Konservierung zumindest einer Stammzelle 7 den Embryo und damit die Basis für die Entstehung eines individuellen menschlichen Lebewesens zu erhalten.

Das Verfahren gemäß Anspruch 2, zu dessen Erläuterung auf Fig. 2 verwiesen wird, basiert prinzipiell auf der gleichen Idee, es wird jedoch im Unterschied zum Verfahrensanspruch 1 die entstandene Blastozyte nach Entnahme mindestens einer Stammzelle 5 in ein menschliches Individuum I weiterentwickelt, so dass die konservierte Stammzelle 5 für dieses menschliche Individuum I z. B. zu einem späteren Zeitpunkt für Heilzwecke (z. B. Gewebsersatz, Gentherapie, Autotransplantation) herangezogen werden kann. Hiermit ergäbe sich für das menschliche Individuum I der besondere Vorteil, dass z. B. im Fall einer Implantation keine Abstoßungsreaktionen zu befürchten sind, da das auf der Stammzelle 5 basierende Gewebe körpereigenes Gewebe ist.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung omnipotenter menschlicher embryonaler Stammzellen (4, 5) mit folgenden Verfahrensschritten:

- Durchführung einer Befruchtung von zumindestens einer Eizelle (1);

- Reifung bzw. Entwicklung der befruchteten Eizelle (1) in eine Blastozyte (3);

- Entnahme zumindestens einer Stammzelle (5) aus der Blastozyte (3);

- Konservierung der entnommenen Stammzelle (5); und

- Aufteilung der verbleibenden Stammzellen (4) der Blastozyte (3) in Einzelzellen.

2. Verfahren zur Gewinnung omnipotenter menschlicher embryonaler Stammzellen (4, 5) mit folgenden Verfahrensschritten:

- Durchführung einer Befruchtung von zumindestens einer Eizelle (1);

- Reifung bzw. Entwicklung der befruchteten Eizelle (1) in eine Blastozyte (3);

- Entnahme zumindestens einer Stammzelle (5) aus der Blastozyte (3);

- Konservierung der entnommenen Stammzelle (5); und

- Endentwicklung der Blastozyte (3) in ein menschliches Individuum (I).