Dohr Abstract

Gottfried Dohr
STAMMZELLEN
1.1.
Wie definiert man Stammzellen?
Stammzellen haben die Fähigkeit zur SELBSTVERMEHRUNG und sind nicht
endgültig differenziert. Ihre Tochterzellen sind entweder selber Stammzellen oder
beginnen sich unter dem Einfluss bestimmter Faktoren zu
differenzieren/spezialisieren.
1.2.
Je
Welche Arten von Stammzellen gibt es?
nach
ihrem
Differenzierungspotential
werden
verschiedene
Stammzellen unterschieden. Es gibt multipotente, pluripotente
Arten
von
und totipotente
Stammzellen.
·
Multipotente
Stammzellen sind jene Zellen, aus welchen mehrere
enddifferenzierte Zelltypen entstehen, die dann ein bestimmtes Gewebe oder
Organ
bilden.
epidermale
Beispiele
Zellen,
hierfür sind
Talgdrüsen
und
Hautstammzellen, aus welchen
Haarfollikel
entstehen
oder
hämatopoetische Stammzellen, aus welchen die verschiedenen Blutzellen
(Erythrozyten, Lymphozyten...) entstehen und neurale Stammzellen, die
Ausgangspunkt für alle Zelltypen des Nervensystems, inklusive Glia und die
vielen verschiedenen Neuronentypen sind.
·
Pluripotente Stammzellen haben die Fähigkeit, in vitro in alle verschiedene
Zelltypen zu differenzieren. Sie sind aber trotzdem nicht fähig, selbst einen
Embryo zu bilden. Pluripotente Stammzellen, die aus primordialen Keimzellen
des Fetus isoliert werden, werden embryonale Keimzellen („EG-Zellen“ von
embryonic germ cells) genannt. Jene Stammzellen, die aus der inneren
Zellmasse eines Embryos im Blastozystenstadium isoliert werden, werden
pluripotente embryonale Stammzellen („ES-Zellen“ von embryonic stem cells)
genannt.
1
·
Totipotente Stammzellen sind Zellen aus einem 4-8 Zellstadium. Diese
Zellen können einen ganzes Individuum bilden.
Dennoch wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die Terminolgie bezüglich
dieser Typen von Stammzellen unter den Wissenschaftlern nicht unumstritten ist.
1.3.
Was sind die Charakteristika der verschiedenen Stammzellen?
Multipotente Stammzellen können ein Leben lang erhalten bleiben. Diese Zellen
werden im Fetus für die Bildung von Geweben und Organen gebraucht. Beim
Erwachsenen ergänzen sie Gewebe, deren Zellen nur eine begrenzte Lebensdauer
haben, wie z.B. Hautstammzellen, intestinale Stammzellen und hämatopoetische
Stammzellen. Ohne diese Stammzellen würden unsere verschiedenen Gewebe
abnützen und wir würden sterben. Die Stammzellen kommen beim Fetus in größerer
Zahl als beim Erwachsenen vor. So können z.B. zwar hämatopoetische Stammzellen
aus adultem Knochenmark gewonnen werden, es sind aber vor allem im
Nabelschnurblut reichlich hämatopoetischen Stammzellen vorhanden. Diesen
schreibt man die Fähigkeit zu in verschiedene Gewebstypen (z.B: Herzmuskelzellen)
differenzieren zu können. Erste klinische Studien zur Behandlung des Herzens nach
einem Infarkt mit Blutstammzellen aus dem Nabelschnurblut werden durchgeführt.
1.4.
Wo kann man Stammzellen finden?
Stammzellen kommen sowohl beim Erwachsenen als auch beim Fetus und beim
Embryo vor. Demnach existieren:
·
Adulte Stammzellen: Multipotente Stammzellen kommen beim Erwachsenen
vor. Säugetiere scheinen über rund 20 Haupttypen somatischer Stammzellen zu
verfügen, die Leber, Pankreas, Knochen und Knorpel bilden können. Sie sind
allerdings ziemlich schwer zu finden und zu isolieren. So sind zum Beispiel
neurale Stammzellen nur bedingt zugänglich, da sie im Gehirn lokalisiert sind.
Hämatopoetische Stammzellen kommen im Blut vor, doch auch ihre Gewinnung
ist nur nach vorheriger Stimulierung des Knochenmarks des jeweiligen Spenders
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möglich. Im Großen und Ganzen läßt sich sagen, dass adulte Stammzellen eher
in geringen Mengen vorkommen und nicht das gleiche Entwicklungspotential wie
embryonale oder fetale Stammzellen haben.
·
Fetale Stammzellen:
-
Hämatopoetische Stammzellen können aus Nabelschnurblut gewonnen
werden.
-
Fetales Gewebe, welches nach einem Schwangerschaftsabbruch zur
Verfügung steht, kann verwendet werden, um multipotente Stammzellen zu
gewinnen. Ein Beispiel hierfür sind neurale Stammzellen, welche aus fetalem
neuralem Gewebe isoliert und in der Kultur vermehrt werden können,
obgleich sie nur eine begrenzte Lebensdauer haben. Fetales Gewebe kann
auch Ausgangspunkt für pluripotente EG-Zellen sein, die aus primordialen
Keimzellen des Fetus isoliert werden.
·
Embryonale Stammzellen: Pluripotente ES-Zellen sind jene Zellen, die aus
einem Embryo im Blastozystenstadium stammen. Embryonen könnten entweder
durch in-vitro-Fertilisation oder durch den Transfer eines adulten Zellkerns in eine
entkernte Eizelle (somatischer Zellkerntransfer = somatic cell nuclear transfer –
SCNT - Klonen) hergestellt werden. Totipotente ES-Zellen stammen aus einem
4-8-Zellstadium.
1.5.
·
Die embryonale Entwicklung des Menschen
Zwei bis drei Tage nach der Befruchtung besteht der Embryo aus identischen
Zellen, welche totipotent sind. Das bedeutet, daß jede dieser Zellen für sich
einen Embryo bilden könnte und so z.B. identische Zwillinge oder Vierlinge
entstehen könnten. Diese Zellen sind völlig unspezialisiert und haben die
Fähigkeit, sich in all jene Zellen, aus denen Fetus, Plazenta oder die Membranen
rund um den Fetus bestehen, zu differenzieren.
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·
Vier bis fünf Tage nach der Befruchtung (Morulastadium) besteht der Embryo
noch immer aus unspezialisierten embryonalen Zellen, die allerdings nicht mehr
alleine einen Embryo bilden können.
·
Fünf bis sieben Tage nach der Befruchtung (Blastozystenstadium) entsteht
eine Höhle im Zentrum der Morula und die Zellen, aus welchen der Embryo
besteht, beginnen, sich in innere und äußere Zellen zu differenzieren.
-
Aus den äußeren Zellen entsteht das Gewebe inklusive Plazenta rund um den
Fetus.
-
Aus den inneren Zellen (20 bis 30 Zellen) entsteht der Fetus selbst und einige
der ihn umgebenden Gewebe. Werden diese inneren Zellen isoliert und unter
Verwendung
bestimmter
chemischer
Substanzen
(Wachstumsfaktoren)
gezüchtet, so können pluripotente ES-Zellen gewonnen werden. ES-Zellen
sind pluripotent, da sie alleine keinen Embryo bilden können. Würden Sie in
einen Uterus transferiert, so würden sie sich weder einbetten, noch zu einem
Embryo weiterentwickeln.
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