(Fast) alles über Stammzellen


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Stammzellen sind seit Jahren in aller Munde, wenn über die Zukunft der Medizin geredet wird. Aber was genau sind eigentlich Stammzellen? Wie werden sie gewonnen, und welchen Nutzen verspricht man sich von ihnen?

Unser Körper ist unbestritten ein Wunderwerk der Natur. Er besteht aus zahllosen kleinen Zellen: Blutzellen, Hautzellen, Fettzellen und rund 200 weiteren Zelltypen. Insgesamt, so schätzen Forscher, setzt sich ein erwachsener menschlicher Körper aus 30 Billionen Zellen zusammen, eine Zahl mit 13 Nullen. Und sie alle finden ihren Ursprung in nur einer einzigen Zelle: der befruchteten Eizelle. Sie ist eine Stammzelle, oder besser gesagt: die Mutter aller Stammzellen. Denn aus ihr bildet sich unser gesamter Organismus.

Besondere Fähigkeiten
Stammzellen sind Zellen, die noch nicht ausdifferenziert sind. Das heißt, sie haben sich noch nicht auf eine bestimmte Funktion im Körper festgelegt. Auf den ersten Blick unterscheiden sich Stammzellen kaum von normalen Körperzellen. Sie haben jedoch zwei ganz besondere Fähigkeiten: Sie können sich teilen und entwickeln. Sie können exakte Kopien von sich machen. Und sie können sich zu einem bestimmten Zelltyp spezialisieren und somit Gewebe bilden oder es reparieren.

Zelle ist nicht gleich Zelle
Es gibt verschiedene Arten von Stammzellen: totipotente, pluripotente, embryonale … Diese Vielfalt mit den unterschiedlichen Bezeichnungen wirkt auf den ersten Blick verwirrend, doch die Unterschiede lassen sich grundsätzlich an zwei Eigenschaften der Stammzellen festmachen: ihrer Entwicklungsfähigkeit und ihrer Herkunft. Zwischen beiden besteht ein enger Zusammenhang.

Die Zelle mit der größten Entwicklungsfähigkeit ist die befruchtete Eizelle. Aus ihr kann sich ein ganzer Mensch entwickeln, daher wird sie auch als totipotent bezeichnet. Sie ist ein echter Alleskönner. Als nächste in der Rangfolge stehen die pluripotenten Stammzellen. Aus ihnen kann sich jedes menschliche Gewebe entwickeln, jedoch kein ganzer Organismus. Multipotente Stammzellen wiederum können auch unterschiedliche Zelltypen hervorbringen, sind dabei aber auf eine bestimmte Gewebeart festgelegt. Sie können also einiges, aber eben nicht mehr alles. Und schließlich gibt es noch oligopotente sowie unipotente Stammzellen, die sich nur in einige wenige oder sogar nur einen einzigen Zelltyp ausdifferenzieren können.

Zusätzlich unterscheidet man Stammzellen danach, woher sie kommen. Adulte Stammzellen trägt jeder Mensch bis ins Alter mit sich. Sie sind multipotent oder oligopotent und finden sich in vielen Organen unseres Körpers. Ihre Hauptaufgabe: Gewebe, das stark beansprucht wird, zu erhalten oder zu reparieren. Adulte Stammzellen tauschen zum Beispiel unsere Haut aus, bilden neue Blutzellen oder bauen unsere Knochen auf. Sie sind unermüdliche Arbeiter und ersetzen Millionen von Zellen, die jede Sekunde in unserem Körper absterben. Möchte man adulte Stammzellen für eine Therapie einsetzen, kommt es kaum zu Komplikationen.

Aber leider haben sie auch entscheidende Nachteile. Sie sind teilweise schwer zugänglich, vermehren sich schlecht und können eben nicht alles. Ganz im Gegensatz zu embryonalen Stammzellen. Sie sind pluripotent, können also jedes Gewebe und jedes Organ hervorbringen. Zudem wachsen sie sehr schnell zu großen Zellmengen heran. Daher eignen sie sich grundsätzlich gut für Forschung und Medizin. Ihre Anwendung beim Menschen ist allerdings rechtlich eingeschränkt und ethisch nicht unumstritten. Denn für ihre Gewinnung benötigt man Embryonen. Aus diesen kann sich theoretisch ein Mensch entwickeln. Wann aber beginnt das menschliche Leben? Und ist es legitim, „überschüssige“ Embryonen, die nach einer erfolgreichen künstlichen Befruchtung sowieso zerstört werden, zu nutzen, um schwere Krankheiten zu heilen?
Mit induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS), einer weiteren Variante, kann man diese Kontroverse umgehen, denn iPS werden künstlich im Labor erzeugt. Ausgangsmaterial dafür sind ausgereifte Körperzellen eines Erwachsenen, zum Beispiel Hautzellen. Diese werden dann mit verschiedenen Verfahren in einen sehr frühen, quasi embryonalen Zustand zurückprogrammiert.
Et voilà: Durch den „Reset“ gewinnt man iPS, die sich wie embryonale Stammzellen in praktisch jeden Zelltyp verwandeln können. Die perfekte Lösung? Leider nein, denn noch sind nicht alle Risiken geklärt, die im Zuge der Reprogrammierung entstehen können.

Mögliche Gefahren
Apropos Risiken: Die größte Stärke embryonaler, aber auch induzierter pluripotenter Stammzellen, nämlich ihre Fähigkeit, sich zu teilen, zu vermehren und in verschiedene Zellen zu verwandeln, ist zugleich ihre größte Schwäche. Nach der Übertragung in den Menschen könnten die Zellen anfangen, unkontrolliert zu wuchern. Tumoren wären die Folge.

Wunderwaffe gegen Krankheiten
Wissenschaftler rund um den Globus arbeiten mit Hochdruck daran, diese Risiken zu minimieren. Denn Stammzellen versprechen ein Segen gegen viele Krankheiten zu sein: Parkinson, Krebs, Herzinfarkt, Altersblindheit etc. Die Liste ist nahezu endlos. Man erhofft sich, die kranken Zellen durch gesunde zu ersetzen. So wie man es bereits seit vielen Jahren erfolgreich in der Klinik gegen Leukämie macht.

Auch in der Rückenmarksforschung setzt man große Hoffnungen in Stammzellen. Eine Rückenmarksverletzung ist äußerst komplex. Es entstehen Entzündungen, Nervengewebe geht verloren und es bilden sich Narben, die ein Auswachsen von Nervenzellen verhindern. Stammzellen könnten behilflich sein, diese Probleme zu beheben. Sie könnten das tote Gewebe ersetzen, neue Nervenzellen bilden und eine regenerationsfreundliche Umgebung schaffen.


HINWEIS FÜR PATIENTEN!
In der Grundlagenforschung wurden schon einige Erfolge mit Stammzellen erzielt. Ein möglicher Einsatz am Patienten wird derzeit in verschiedenen klinischen Studien auf Sicherheit getestet. Eine klinisch zugelassene Stammzellen- Therapie für Querschnittspatienten gibt es jedoch noch nicht, auch wenn dies manchmal versprochen wird. Hilfestellung zu der Thematik bietet Ihnen der „Leitfaden für experimentelle Therapien“ HIER.