In der modernen Medizin ist häufig von Stammzellen die Rede. Sie lassen sich aus mehreren Quellen gewinnen und kommen schon heute bei der Therapie von diversen Krankheiten wie Leukämie oder kindlichen Hirnschäden zum Einsatz. Doch was sind Stammzellen überhaupt, was können sie und welche Rolle spielt dieser besondere Zelltyp für den Menschen? Antworten folgen hier.
Kapitelübersicht
Was sind Stammzellen?
Bei Stammzellen handelt es sich um außergewöhnliche Zelltypen, die keiner bestimmten Kategorie zugeordnet werden können. Sie sind universell und deshalb in der Lage, sich zu zahlreichen anderen Zellen zu entwickeln, wie zum Beispiel zu Knochen-, Leber- oder Nervenzellen. Aus ihnen bilden sich alle im menschlichen Körper befindlichen Organe und Gewebearten. Auch Blut und Nerven werden durch sie gebildet. Ohne sie gäbe es den Menschen nicht, denn alle der rund 100 Billionen Körperzellen entstehen aus einer einzigen Stammzelle.
Eine weitere wichtige Fähigkeit von Stammzellen besteht darin, dass sie sich beliebig oft teilen können. Sie tragen so zur ständigen Regeneration des Körpers bei und sorgen dafür, dass kranke und defekte Zellen ersetzt werden. Das Problem ist, dass diese besondere Fähigkeit im Laufe des Lebens abnimmt. Je älter ein Mensch wird, desto weniger teilungsfreudig sind seine Stammzellen. Irgendwann können die Schäden im Körper nicht mehr repariert werden und es kommt zum Alterungsprozess.
Quellen von Stammzellen
Stammzellen können aus mehreren Quellen gewonnen werden. Welche das sind, wird nachfolgend thematisiert:
Embryonale Stammzellen
Eine Quelle für Stammzellen ist der Embryo, da er aufgrund des frühen Stadiums der Entwicklung noch über ein nahezu uneingeschränktes Entwicklungspotenzial verfügt. Sie können sich daher in nahezu jeden Zelltyp verwandeln. Doch das medizinische Potenzial ist eng mit ethischer Fragwürdigkeit verknüpft. Schließlich wird zur Gewinnung dieser Zellen potenzielles Leben zerstört. In Deutschland ist die Verwendung daher stark eingeschränkt.
Während es das Embryonenschutzgesetz vollständig verbietet, Embryonen von Menschen für die Forschung zu zerstören, zu klonen oder herzustellen, ist der Import zu Forschungszwecken unter strengen Auflagen erlaubt. Wie aus dem Gesetzestext zum Stammzellgesetz hervorgeht, sind Forschungsarbeiten mit Zellen aus dem Embryo unter anderem gestattet, „wenn wissenschaftlich begründet dargelegt ist, dass sie hochrangigen Forschungszielen für den wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn im Rahmen der Grundlagenforschung oder für die Erweiterung medizinischer Kenntnisse bei der Entwicklung diagnostischer, präventiver oder therapeutischer Verfahren zur Anwendung bei Menschen dienen“.
Adulte Stammzellen
Nach der Geburt befindet sich im menschlichen Körper eine Vielzahl an adulten oder auch postembryonalen Stammzellen, die in zahlreichen Organen vorkommen. Obwohl ihre Selbsterneuerungsfähigkeit im Vergleich zu den embryonalen Zellen deutlich geringer ist und auch das Differenzierungspotenzial niedriger liegt, sind für Medizin und Forschung adulte Zellen, aufgrund ihrer ethischen Unbedenklichkeit, wesentlich häufiger im Einsatz. Sie kommen in fast allen Geweben vor – allerdings in unterschiedlicher Anzahl: Mal häufiger (z. B. im Knochenmark) und mal seltener (z. B. im Gehirn):
- Knochenmark
- Haut
- Gehirn
- Leber
- Bauchspeicheldrüse
- Fettgewebe
- Menstruationsblut
- Nabelschnur
- Nabelschnurblut
Die Zellen im Nabelschnurblut haben ein hohes Differenzierungs- und Vermehrungspotenzial. Hinzu kommt, dass sie nicht vorbelastet sind, wie das beispielsweise bei Zellen im Knochenmark der Fall ist, welche mit dem Stammzellspender bereits gealtert sind. Darüber hinaus haben sie den Vorteil, dass die Gewinnung im Gegensatz zu anderen Möglichkeiten der Zellentnahme völlig risiko- und schmerzfrei ist. Durch die sogenannte Kryokonservierung, wie sie von der privaten Stammzellbank Vita 34 oder der öffentlichen Nabelschnurblutbank der DKMS durchgeführt wird, können Eltern diese Stammzellen einlagern und so einen verfügbaren Vorrat für ihren Nachwuchs anlegen.
Gründe für die Einlagerung von Nabelschnurblut, sowie eine Kostenübersicht zu verschiedenen Stammzellbanken finden Sie in unserem Ratgeber zum Thema. Auch das Spenden von Nabelschnurblut ist denkbar. Welche Voraussetzungen dafür erfüllt sein müssen und wie ein solches Verfahren verläuft, haben wir in einem weiteren, separaten Beitrag (siehe Nabelschnurblut spenden) erklärt.
Induzierte pluripotente Stammzellen
Eine weitere Form postembryonaler Zellen sind induzierte pluripotente Stammzellen. Sie werden sehr oft aus Hautzellen gewonnen, die dazu reprogrammiert werden. Diese iPS-Zellen sind in der Lage, sich in alle menschlichen Zelltypen zu entwickeln. Erstmals gelungen ist das Umwandeln von Körperzellen von Erwachsenen in iPS-Zellen in den Jahren 2006 und 2007 durch einen japanischen Forscher. Hans Schöler, Direktor am Max-Planck-Institut, ist ebenfalls mit der Entwicklung von iPS-Zellen beschäftigt. Gemeinsam mit dem Direktor des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie an der Uni Bonn, Oliver Brüstle, leitet Stammzellforscher Schöler das Kompetenznetzwerk Stammzellforschung NRW und treibt die Erforschung neuer Anwendungsmöglichkeiten mit diesen Zellen voran.
Stammzellen spenden
Gesunde Menschen können sich dazu entscheiden, Zellen aus Knochenmark oder Blut zu spenden. Außerdem haben werdende Mütter die einmalige Chance, direkt nach der Geburt die wertvollen Stammzellen aus der Nabelschnur für potenzielle Empfänger bereitzustellen. Die Spende ist hierbei immer empfehlenswert, da sie ansonsten ohne jegliche Verwendung entsorgt werden. Im Video des ZKRD wird eine der Möglichkeiten zur Gewinnung dieser Zellen erklärt:
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