Zeitschrift für Regenerative Medizin

Stammzellen

Stammzellen unterscheiden sich von anderen Zelltypen durch zwei wichtige Merkmale. Erstens handelt es sich um unspezialisierte Zellen, die sich durch Zellteilung erneuern können, manchmal nach längerer Inaktivität. Zweitens können sie unter bestimmten physiologischen oder experimentellen Bedingungen dazu gebracht werden, gewebe- oder organspezifische Zellen mit besonderen Funktionen zu werden. In einigen Organen wie dem Darm und dem Knochenmark teilen sich Stammzellen regelmäßig, um abgenutztes oder beschädigtes Gewebe zu reparieren und zu ersetzen. In anderen Organen wie der Bauchspeicheldrüse und dem Herzen teilen sich Stammzellen jedoch nur unter besonderen Bedingungen.

Bis vor Kurzem arbeiteten Wissenschaftler hauptsächlich mit zwei Arten von Stammzellen von Tieren und Menschen: embryonalen Stammzellen und nichtembryonalen „somatischen“ oder „adulten“ Stammzellen. Wissenschaftler hatten vor mehr als 30 Jahren, im Jahr 1981, Möglichkeiten entdeckt, embryonale Stammzellen aus frühen Mausembryonen zu gewinnen. Die detaillierte Untersuchung der Biologie von Mausstammzellen führte 1998 zur Entdeckung einer Methode zur Gewinnung von Stammzellen aus menschlichen Embryonen und die Zellen im Labor züchten. Diese Zellen werden menschliche embryonale Stammzellen genannt. Die in diesen Studien verwendeten Embryonen wurden zu Fortpflanzungszwecken durch In-vitro-Fertilisationsverfahren erzeugt. Als sie für diesen Zweck nicht mehr benötigt wurden, wurden sie mit der informierten Zustimmung des Spenders für Forschungszwecke gespendet. Im Jahr 2006 gelang den Forschern ein weiterer Durchbruch, indem sie Bedingungen identifizierten, die es einigen spezialisierten erwachsenen Zellen ermöglichen würden, genetisch „umprogrammiert“ zu werden, um einen stammzellähnlichen Zustand anzunehmen. Diese neue Art von Stammzellen wird als induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) bezeichnet.

Stammzellen sind aus vielen Gründen für lebende Organismen wichtig. Im 3 bis 5 Tage alten Embryo, der Blastozyste genannt wird, bilden die inneren Zellen den gesamten Körper des Organismus, einschließlich aller vielen spezialisierten Zelltypen und Organe wie Herz, Lunge, Haut, Sperma, Eier und andere Gewebe. In einigen erwachsenen Geweben wie Knochenmark, Muskeln und Gehirn erzeugen einzelne Populationen adulter Stammzellen Ersatz für Zellen, die durch normale Abnutzung, Verletzung oder Krankheit verloren gehen.

Aufgrund ihrer einzigartigen regenerativen Fähigkeiten bieten Stammzellen neue Potenziale für die Behandlung von Krankheiten wie Diabetes und Herzerkrankungen. Allerdings muss im Labor und in der Klinik noch viel Arbeit geleistet werden, um zu verstehen, wie diese Zellen für zellbasierte Therapien zur Behandlung von Krankheiten genutzt werden können, die auch als regenerative oder reparative Medizin bezeichnet werden.