07. Jan – Stammzellen

Ich höre Zurzeit das Hörbuch „Decision Points„ als die Memoiren von George W Bush. Darin hat ein er ganzes Kapital das Thema von Stammzellen gewidmet.

Ich habe schon am 26. Mai 2009 über Stammzellen in Zusammenhang mit Kevin J Fox geschrieben.

Als Stammzellen werden allgemein Körperzellen bezeichnet, die sich in verschiedene Zelltypen oder Gewebe ausdifferenzieren können. Je nach Art der Stammzelle und ihrer Beeinflussung haben sie das Potential, sich in jegliches Gewebe (embryonale Stammzellen) oder in bestimmte festgelegte Gewebetypen (adulte Stammzellen) zu entwickeln.

Stammzellen sind in der Lage, Tochterzellen zu generieren, die selbst wiederum Stammzelleigenschaften besitzen, aber auch solche mit größerer Ausdifferenzierung.
Embryonale Stammzellen (ES-Zellen) sind in vivo (Prozesse, die im lebendigen Organismus ablaufen) und in vitro (Abläufe, die in künstlicher Umgebung stattfinden) in der Lage, sich in Zellen aller drei Keimblätter (Entoderm=Organe, Ektoderm=Haut und Mesoderm=Muskeln und Kochen) auszudifferenzieren.

Als Differenzierung wird in der Entwicklungsbiologie die Entwicklung von Zellen oder Geweben von einem weniger spezialisierten in einen stärker spezialisierten Zustand bezeichnet.

Aber es gibt nicht nur embryonale Stammzellen sondern auch der postembryonalen Stammzellen

Das Differenzierungspotential von postembryonalen Stammzellen ist nach gegenwärtiger Erkenntnis auf die Ausreifung genetisch determinierter Gewebe – etwa der Haut, der Leber oder des hämatopoetischen Systems ( die Bildung der Zellen des Bluts) - beschränkt. Sie werden daher im Gegensatz zu den ES-Zellen nicht mehr als pluripotent, sondern nur noch als multipotent bezeichnet.

Multipotent nennt man Stammzellen, die sich zu verschiedenen Zelltypen einer bestimmten Linie entwickeln können. Im Gegensatz zu den pluripotenten Stammzellen sind sie aber nicht mehr in der Lage, sich zu nahezu jeder Körperzelle zu entwickeln.

Während embryonale Stammzellen nur im frühen Embryo vorkommen, sind adulte Stammzellen im Organismus nach der Geburt vorhanden. Aus diesen Zellen werden während der gesamten Lebensdauer des Organismus neue spezialisierte Zellen gebildet.

Adulte Stammzellen, die in Organen (besonders im Knochenmark, in der Haut, aber auch im Fettgewebe, in der Nabelschnur und im Nabelschnurblut, im Menstruationsblut, im Gehirn, der Leber oder der Bauchspeicheldrüse) zu finden sind, haben aber im allgemeinen in Zellkultur ein deutlich geringeres Selbsterneuerungsvermögen und ein eingeschränkter Differenzierungspotential als embryonale Stammzellen. So können sich neurale Stammzellen zu allen Zelltypen des Nervengewebes, wohl aber nicht zu Leber- oder Muskelzellen entwickeln.

Ein Keimblattüberschreitendes Differenzierungspotential bestimmter Stammzelltypen (Fähigkeit zur Transdifferenzierung) wurde in verschiedenen Studien beobachtet, ist jedoch höchst umstritten.

Adulte Stammzellen sind in jedem Individuum verfügbar, so dass die Perspektive des Ersatzes durch körpereigene, d.h. autologe Zellen gegeben ist.

Die Gewinnung von adulten Stammzellen aus dem Knochenmark erfolgt mittels Punktion des Beckenknochens unter Vollnarkose oder neuerdings verstärkt mittels der Stammzellapherese.

Die Stammzellapherese ist ein Verfahren zur Separation, also der Herausfilterung, der im Blut enthaltenen Blutstammzellen. Das entstehende Blutprodukt, welches die Stammzellen enthält (das Apheresat), kann zum Therapieren verschiedener Krankheiten entweder dem Spender selbst (autolog) oder einem bedürftigen Patienten transplantiert werden.

Die Gewinnung von Nabelschnurblut-Stammzellen erfolgt nach der Abnabelung des Kindes, durch die Entnahme des restlichen, noch in Nabelschnur und Plazenta befindlichen Bluts.

Die Gewinnung von multipotenten Stammzellen aus der Haut erfolgt mittels einer kleinen Hautbiopsie in örtlicher Betäubung im ambulanten Bereich. Danach werden die Stammzellen aus dem Gewebeverband gelöst und stehen zur weiteren Verwendung oder der Lagerung über viele Jahre als Vorsorge.

Seit über 40 Jahren werden die blutbildenden Stammzellen des Knochenmarks in der Behandlung von Leukämie und von Lymphomen eingesetzt. Während einer Chemotherapie z. B. werden die meisten schnell wachsenden Zellen durch zytotoxische Bestandteile zerstört. Dadurch werden nicht nur die Krebszellen abgetötet; auch die Stammzellen, die andere Körperzellen reparieren sollten, werden durch die Therapie in Mitleidenschaft gezogen. Besonders betroffen sind hierbei die blutbildenden Stammzellen.

Deshalb werden vor der Chemotherapie Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten oder von einem passenden Spender gewonnen. Nach Abschluss der chemotherapeutischen Behandlung werden die blutbildenden Stammzellen injiziert. Diese Stammzellen produzieren dann große Mengen an roten und weißen Blutkörperchen, wodurch das Blut gesund erhalten werden kann und Infektionen besser abgewehrt werden können.

Nicht blutbildende adulte Stammzellen sind innerhalb einzelner Studien bereits mit Erfolg bei Lähmungen nach Wirbelsäulenverletzungen und bei Morbus Parkinson eingesetzt worden. Bei erfolgreichen klinischen Studien konnten Stammzellen aus dem Knochenmark Patienten nach Herzinfarkt oder bei Multipler Sklerose zu einer besseren Regeneration verhelfen. Inzwischen hat man auch in der Haut multipotente Stammzellen entdeckt, die sich potentiell in allen Organgeweben des Menschen entwickeln und hier zur Regeneration beitragen können.