Stammzellen sind spezialisierte Zellen, die das Potenzial haben, sich nicht nur zu einem, sondern zu vielen verschiedenen Zelltypen zu entwickeln. Sie sind aus drei spezifischen Gründen anders als jede andere Zelle:
- Sie sind unspezialisiert, d.h. sie haben keine spezifische Funktion im Körper.
- Sie haben die Fähigkeit, sich zu spezialisierten Zellen wie Hirnzellen, Muskelzellen und Blutzellen zu entwickeln.
- Sie können sich über einen langen Zeitraum hinweg kontinuierlich teilen und erneuern.
Derzeit sind Blutstammzellen die einzige Art, die regelmäßig zur Behandlung verwendet wird. In Fällen von Leukämie oder Lymphomen wird dieser Zelltyp in einem Verfahren eingesetzt, das wir gemeinhin als Knochenmarktransplantation bezeichnen. Zu diesem Zweck werden nur adulte Stammzellen verwendet.
Bei der Stammzellenforschung können die Zellen aus den unterschiedlichsten Quellen stammen, darunter erwachsene Spender, Embryonen oder genetisch veränderte menschliche Zellen.
Stammzellen in Knochenmarktransplantaten
Die Zellen des Knochenmarks produzieren alle Ihre gesunden Blutzellen, einschließlich roter Blutkörperchen, weißer Blutkörperchen und Blutplättchen. Hämatopoetische Stammzellen sind diejenigen, die im Knochenmark gefunden werden, das als „Elternteil“ für all diese verschiedenen Zelltypen dient.
Hämatopoetische Stammzellen werden einer Person mit Krebs transplantiert, um das Knochenmark wieder aufzufüllen. Das Verfahren wird häufig angewendet, wenn eine Hochdosis-Chemotherapie die vorhandenen Stammzellen im Knochenmark einer Person wirksam zerstört.
Um dem abzuhelfen, werden gespendete Stammzellen in eine Vene injiziert und siedeln sich schliesslich im Knochenmark an, wo sie beginnen, gesunde, neue Blutzellen zu produzieren.
Periphere Blutstammzelltransplantationen
Vor Jahren waren die einzige Quelle für hämatopoetische Stammzellen diejenigen, die aus dem Knochenmark entnommen wurden. Bald darauf wurde entdeckt, dass viele dieser Zellen frei im Blutkreislauf zirkulierten. Mit der Zeit lernten die Wissenschaftler, wie man diese Zellen aus dem zirkulierenden Blut gewinnen und direkt in einen Spender transplantieren kann.
Diese Art der Transplantation, die als periphere Blutstammzelltransplantation oder PBSCT bezeichnet wird, ist inzwischen das gebräuchlichere Verfahren, obwohl beide Methoden immer noch angewendet werden. PBSCT ist weit weniger invasiv und erfordert keine Entnahme von Knochenmark aus dem Hüftknochen.
Somatische Stammzellen
Adulte Stammzellen, somatische Stammzellen genannt, werden von einem menschlichen Spender gewonnen. Hämatopoetische Stammzellen sind das bekannteste Beispiel. Wissenschaftler haben somatische Stammzellen in mehr Geweben gefunden, als man sich einst vorstellte, darunter Gehirn, Skelettmuskel, Haut, Zähne, Herz, Darm, Leber, Eierstockzellen und Hoden.
Embryonale Stammzellen
Embryonale Stammzellen sind umstritten, da sie aus menschlichen Embryonen gewonnen werden, die entweder zerstört oder für die Wissenschaft geerntet wurden. Embryonale Stammzellen wurden erstmals 1998 in einem Labor für reproduktive Zwecke gezüchtet. Heute werden sie vor allem für die Forschung zur Behandlung oder Heilung von Krebs, Blindheit, Altersdiabetes, Parkinson, Rückenmarksverletzungen und genetischen Störungen des Immunsystems eingesetzt.
Embryonale Stammzellen sind pluripotent, d.h. sie sind in der Lage, in die drei Arten von Keimzellschichten einzuwachsen, aus denen der menschliche Körper besteht (Ektoderm, Mesoderm, Endoderm). Mit anderen Worten, sie können sich zu jedem der mehr als 200 Zelltypen entwickeln, wenn dies so festgelegt ist.
Induzierte pluripotente Stammzellen
Induzierte pluripotente Stammzellen, oder iPSCs, sind somatische Stammzellen, die genetisch umprogrammiert wurden, so dass sie eher embryonalen Stammzellen ähneln. iPSCs beginnen normalerweise als Haut- oder Blutzellen, die dann einer genetischen Programmierung unterzogen werden.
iPSCs wurden erstmals 2006 entwickelt und stellen einen grossen Vorteil gegenüber somatischen und embryonalen Stammzellen dar: sie können patientengerecht hergestellt werden. Das bedeutet, dass ein Labor eine pluripotente Stammzelllinie maßschneidern kann, die aus den eigenen Zellen oder Geweben einer Person individualisiert wird.
Artikel-Quellen (einige auf Englisch)
- Cleveland-Klinik. Knochenmark und Knochenmarkstransplantation. Aktualisiert am 8. August 2019.
- Cleveland-Klinik. Arten von Blut- und Knochenmarktransplantationen.
- Nationale Gesundheitsbehörden. Stammzell-Grundlagen IV. Aktualisiert 2016.
- Nationale Gesundheitsbehörden. Stammzell-Grundlagen III. Aktualisiert 2016.
- Simara P, Motl JA, Kaufman DS. Pluripotente Stammzellen und Gentherapie. Transl Translate Res. 2013;161(4):284-292. doi:10.1016/j.trsl.2013.01.001
Zusätzliche Lektüre
- Al-Shamekh S, Goldberg JL. Netzhautreparatur mit induzierten pluripotenten Stammzellen. Transl. Res. 2014;163(4):377-386. doi:10.1016/j.trsl.2013.11.002
- Finkbeiner SR, Spence JR. Eine mutige Aufgabe: Generierung von Darmgewebe aus menschlichen pluripotenten Stammzellen. Auszug Dis Sci. 2013;58(5):1176-1184. doi:10.1007/s10620-013-2620-2