Für Schwerhörige kommen in diesen Tagen gute Nachrichten aus Frankfurt. An der dortigen Universitätsklinik ist es Medizinern zusammen mit Kollegen der amerikanischen Stanford University gelungen, aus Stammzellen von Mäusen funktionierende Hörsinneszellen zu züchten, die mechanische Reize mit elektrischen Impulsen weitergeben. Jetzt wollen die Wissenschaftler die Zellen mit Nerven verknüpfen. Das könnte ein erster Schritt zur Wiederherstellung des Gehörs auch beim Menschen sein, berichten die Mediziner im Fachblatt Cell (2010, Bd. 141, Ausg. 4, S. 704-716).
“Für ein stilles Leben, – nein, ich fühl’s, ich bin nicht mehr dafür gemacht”, schrieb der Komponist Ludwig van Beethoven 1801 an seinen Jugendfreund Franz Gerhard Wegeler. Im Alter von 30 Jahren machte sich bei Beethoven die ersten Anzeichen einer Otosklerose bemerkbar, einer Krankheit, die das Hörvermögen nach und nach vermindert. 1819 war Beethoven völlig ertaubt. Ihm hätte die Entdeckung eines deutsch-amerikanischen Forscherteams im Jahr 2010 auch damals nicht geholfen, da seine Taubheit an einer Knochenerkrankung lag. Oft sind aber die in der so genannten Innenohrschnecke angesiedelten Haarzellen der Dreh- und Angelpunkt einer Schwerhörigkeit. Die rund 15.000 Haarzellen, die in jedem Ohr vorhanden sind, nehmen Vibrationen aus ihrer Umgebung auf, um sie als akustische Signale an das Gehirn weiterzuleiten. Sind sie zerstört, kommt es zwangsläufig zum Hörverlust, da diese Hörsinneszellen nicht regenerierbar sind. Sie können sowohl durch Krankheiten und Medikamente, aber auch durch den Alterungsprozess sowie übermäßigen Lärm geschädigt oder zerstört werden.
Gezüchtete Haarzellen reagieren wie natürliche Vorbilder
Wegen ihrer großen Bedeutung für das Hören sind die Haarzellen seit langem im Fokus der regenerativen Medizin. Bereits seit zehn Jahren versucht eine internationale Forschergruppe unter Leitung von Stefan Heller, Professor der Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde an der Stanford University in Kalifornien, Zellen zu züchten, die möglichst getreu die Mechanismen im Ohr imitieren. Nun gelang ihnen ein Durchbruch. Sowohl aus embryonalen als auch induzierten, pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen), die aus Hautzellen reprogrammiert wurden, schafften es die Wissenschaftler bei Mäusen neue Zellen zu züchten, die bereits äußerlich im Elektronenmikroskop den menschlichen Ohrzellen ähnelten. Ferner reagierten sie wie natürliche Haarzellen auf mechanische Stimulation. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Cell (2010, Bd. 141, Ausg. 4, S. 704-716) publiziert.
Um den Stammzellen die richtigen Hinweise für eine Entwicklung zu geben, benutzten die Wissenschaftler Gewebe aus einem Hühnerembryo, das genau zu dem Zeitpunkt entnommen worden war, an dem die Entwicklung des Innenohrs stattfindet. “Es ist bekannt, dass in dieser Phase Signale freigesetzt werden, die für die Entwicklung der Haarzellen nötig sind”, sagte Marc Diensthuber gegenüber dem Deutschlandfunk. Der 31-jährige Assistenzarzt an der Uniklinik Frankfurt war an den Forschungen maßgeblich beteiligt.
Nicht zu vergleichen mit künstlichen Hilfen wie Ohrprothesen
Das Forscherteam erhofft sich mit seiner Arbeit nicht nur, ein tieferes Verständnis der molekularen Grundlagen des Hörens zu erlangen, sondern langfristig auch neue Therapien gegen die Taubheit entwickeln zu können. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass es möglich ist, Tausende solcher Haarzellen künstlich aus Stammzellen herzustellen. Damit könnte genauer untersucht werden, welche Mechanismen zu einer Schädigung dieser empfindlichen Hörsinneszellen führen. Die Wirksamkeit einer medikamentösen Behandlung zum Schutz oder zur Wachstumsstimulation von Haarzellen könnte nun ebenfalls getestet werden.
Als nächsten Schritt wollen die Forscher ihre neuen Zellen verkabeln. “Wir müssen es schaffen, die Anknüpfung dieser Sinneszellen an die Nerven herzustellen, so dass die Signale wirklich weiter geleitet werden können”, so Diensthuber. Bei den nächsten Arbeiten könnten die Ergebnisse mehrer deutscher Forscherteams helfen. Vergangenens Jahr hatten Göttigner Wissenschaftler mehr darüber herausgefunden, wie das Ohr mit dem Gehirn spricht (mehr…). Und an der Technischen Univerität Berlin wird an künstlichen Haarzellen gearbeitet, die in ein neuartiges Hautmodell eingepasst werden (mehr…). Wissenschaftler am Institut für Experimentelle Genetik des Helmholtz-Zentrums München stellten 2009 wiederum eine Maus vor, die durch eine genetische Veränderung im Alter schlechter hört (mehr…).
Zunächst werden die Ergebnisse an der Maus angewandt, in einigen Jahren könnte es dann möglich sein, auch menschliche Haarzellen aus Stammzellen herzustellen. Der neue Direktor der Frankfurter Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Timo Stöver, will die Wiederherstellung des Gehörs zum Schwerpunkt seines Instituts machen. Die Stammzell-Behandlung “wäre ein Durchbruch auf dem Weg zur Wiedererlangung des natürlichen menschlichen Hörvermögens, nicht zu vergleichen mit den künstlichen Hilfen, wie Hörgeräte und implantierbare Innenohrprothesen, die uns heute zur Verfügung stehen”, sagt er. So werde man vielleicht in der Lage sein, aus Hautzellen der Patienten iPS-Zellen zu züchten, die wiederum Funktionen der abgestorbenen Haarzellen übernehmen könnten. Allerdings warnt Stöver auch vor überzogenen Erwartungen. “Bis zu einer Anwendung dieser Technologie am Menschen wird es noch mindestens zehn Jahre dauern.”
