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Science and SocietyHeidelberg Forum

Rudolf Jaenisch

7. Oktober 2003

Prof. Dr. Rudolf Jaenisch

Professor der Biologie, Whitehead Institut, Cambridge, USA

Rudolf Jaenisch ist Professor der Biologie am Whitehead Institut für Biomedizinische Forschung, das wiederum zum renommierten Massachusetts Institut für Technologie, MIT, gehört. Rudolf Jaenisch promovierte 1967 – im Anschluss an sein Studium der Humanmedizin – am Max Planck Institut für Biochemie in München. 1970 ging er zu Arnold Levine nach Princeton, um die Entstehung von Krebszellen zu untersuchen. Im Rahmen dieser Forschung kreierte Rudolf Jaenisch als erster die Transgentechnologie. 1977 kehrte Rudolf Jaenisch nach Deutschland zur³ck, um am Heinrich Pette-Institut für experimentelle Virologie und Immunologie in Hamburg die Abteilung für Tumorvirologie zu übernehmen. 1984 folgte Rudolf Jaenisch dem Ruf des Nobelpreisträgers David Baltimore und wurde Gründungsmitglied des Whitehead Institutes. Er ist Wissenschaftliches Mitglied der Amerikanischen Akademie der Künste und Wissenschaften und der Amerikanischen Akademie für Mikrobiologie sowie der Amerikanischen Assoziation zur Förderung der Wissenschaften.

Mit der Verleihung des Robert Koch Preises für herausragende wissenschaftliche Leistungen auf dem Gebiet der embryonalen Stammzellbiologie im Jahr 2002 wurde zugleich seine differenzierte Diskussion naturwissenschaftlicher und ethischer Probleme auf dem Gebiet des embryonalen Klonierens gewürdigt. Zuvor hatte Rudolf Jaenisch zusammen mit Ian Witmut, "Vater" des Klonschafes Dolly, den Aufruf "Don't Clone Humans" veröffentlicht. Dieses Jahr wurde Rudolf Jaenisch wurde zum Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften gewählt.

Nuclear cloning and re-programming of the genome: The reversibility of terminal differentiation and cancer

The full term development of sheep, cows, goats, pigs and mice has been achieved through the transfer of somatic cell nuclei into enucleated oocytes. Despite these successes, mammalian cloning remains an inefficient process, with a preponderance of reconstructed embryos failing at early to midgestation stages of development. The small percentage of conceptuses that survive to term are characterized by a high mortality rate and frequently display grossly increased placental and birth weights. It is likely that inappropriate expression of key developmental genes may contribute to lethality of cloned embryos.

One of the most interesting issues of nuclear cloning is the question of genomic reprogramming, i.e. the question whether successful cloning requires the resetting of epigenetic modifications which are characteristic of the adult donor nucleus. Processes such as X inactivation and genomic imprinting are known to depend on epigenetic modifications of the genome. The classical nuclear transfer experiments with frogs have suggested that the source of the donor nucleus affects the phenotype of the clone. We have, using expression profiling, compared gene expression in clones derived from ES cell and from somatic donor cell nuclei and find substantial gene dysregulation. Our results suggest that faulty reprogramming is caused by the nuclear cloning procedure itself. In addition, the type of donor nucleus contributes to the abnormal expression pattern seen in cloned animals.

One of the major unresolved issues has been whether nuclei of terminally differentiated cells can be reprogrammed by transfer into the oocyte. To address this question we have derived monoclonal mice from B and T cells and used the genetic rearrangements of the Ig and TCR genes to retrospectively verify the differentiation state of the donor nucleus. Most recently we have succeeded, using nuclear transplantation, to reprogram the genomes of terminally differentiated neurons and of cancer cells.

Klonieren, Embryonale Stammzellen und Transplantations-Medizin: Chancen und Gefahren

Dolly hat eine intensive und kontroverse öffentliche Diskussion über eine mögliche medizinische Anwendung der Kerntransplantations-Technologie für reproduktives und therapeutisches Klonieren beim Menschen ausgelöst. In dieser oft emotionalen Diskussion werden ethisch-moralische Erwägungen mit komplexen biologisch-medizinischen Argumenten vermischt. Hierbei besteht die Gefahr, wissenschaftliche und biologische Fakten zu ignorieren oder zu entstellen. In seinem Vortrag wird Rudolf Jaenisch zusammenfassen, wo aus seiner Sicht die Probleme und die Chancen einer Anwendung dieser Technologie für das reproduktive und therapeutische Klonieren liegen.

Reproduktives Klonieren

Die Erfahrung mit Tieren, wie weiter oben zusammengefaßt, läßt nur einen Schluß zu, nämlich daß hohe biologische Barrieren einer normalen Entwicklung klonierter Tiere im Wege stehen. Diese Barrieren werden auf absehbare Zeit nicht, wenn überhaupt jemals, überwunden werden können und machen daher die Anwendung der Kerntransplantationstechnologie für reproduktives Klonieren von Menschen unter allen Gesichtspunkten unakzeptabel. Die Diskussion, ob reproduktives Klonieren eine akzeptable Methode der humanen Reproduktions – Technologie sein könnte, würde erst dann interessant werden, wenn, entgegen allen gegenwaertigen wissenschaftlichen Erkenntnissen, die Probleme des Reprogrammierens gelöst und damit reproduktives Klonieren eine so sicherere Methode wie in vitro Befruchtung (IVF) werden würde.

Therapeutisches Klonieren

Therapeutisches Klonieren ist eine potentiell attraktive Behandlungsmöglichkeit für eine Reihe schwerer chronischer Krankheiten wie Diabetes oder Parkinson, die durch die Transplantation von funktionellen Zellen wie Beta-Zellen oder dopaminergen Neuronen gebessert wenn nicht geheilt werden können. Die Methode beinhaltet die Transplantation des Kerns einer somatischen Zelle des Patienten in eine enukleierte menschliche Eizelle. Der resultierende klonierte Embryo wird jedoch nicht wie beim reproduktiven Klonieren in den Uterus einer Frau implantiert, sondern in einer Petrischale explantiert, wo er sich zu einer auf den Patienten "maßgeschneiderten" ES Zell-Linie entwickelt. In meinem Vortrag werede ich auf zwei Arguments eingehen, die von Kritikern des therapeutischen Klonierens vorgebracht werden: (a) Klonierte ES Zellen sind nicht voll funktionell auf Grund von Reprogrammierungsfehler, die als Folge der Kerntransplantations- Methode unvermeidbar sind. (b) Die Etablierung von ES Zellen aus klonierten Embryonen führt zur Zerstörung neuen menschlichen Lebens.

Reprogrammierungsfehler

Kerntransplantation führt deshalb zu schweren Abnormalitäten oder früher Letalität, weil die Embryonalentwicklung des klonierten Fetus gestört ist. Im Gegensatz zum reproduktiven Klonieren werden beim therapeutischen Klonieren funktionelle somatische Zellen direkt aus ES Zellen in Kultur differenziert, ohne das sich ein Fetus entwickeln muÜ. Die der Kerntransplantations- Methode inhärenten Reprogrammierungsfehler werfen daher keine Probleme für das therapeutische Klonieren auf.

Zerstörung neuen menschlichen Lebens

Die Etablierung von ES Zellen, ob aus "übriggebliebenen" IVF (= in vitro fertilisierten) oder aus klonierten Embryonen, bedingt in jedem Falle die Zerstörung des Embryos. Für die Diskussion ist es wichtig, den grundlegenden biologischen Unterschied zwischen normalen, durch IVF produzierten, und klonierten Embryonen zu berücksichtigen. Jeder IVF Embryo hat ein hohes Potential, sich in ein normales Baby zu entwickeln, wenn er in den Uterus einer Frau implantiert würde. Im Gegensatz zum IVF Embryo hat der kloniert Embryo ein verschwindend geringes Potential hat, sich jemals in ein normales Baby zu entwickeln. Aus diesen Gründen sollte die Produktion von "maßgeschneiderten" ES Zellen aus klonierten Embryos, die für die Therapie schwerkranker Patienten verwendet werden können, geringere ethische Probleme aufwerfen als die Verwendung von IVF Embryos für den gleichen Zweck.