Stammzellen

Aus einer Stammzelle können sich verschiedene Zelltypen entwickeln. Bild: CanStockPhoto (angepasst)

Bestimmt hast Du schon von Stammzellen gehört. Die Medien berichten regelmässig davon. Aber was sind Stammzellen? Es sind Zellen mit einer besonderen Eigenschaft: Aus ihnen können die verschiedensten Zelltypen entstehen. Man unterscheidet generell zwischen embryonalen und adulten Stammzellen.

Adulte Stammzellen

Adulte Stammzellen können nur wenige Zellarten bilden. Man findet sie in vielen Geweben des Körpers, zum Beispiel in der Haut. Es braucht sie, um beschädigtes Gewebe zu ersetzen. Wenn Du Dir das Knie aufschürfst, werden Stammzellen in der Haut aktiv und bilden neue Hautzellen. Das Reservoir an Stammzellen füllt sich ebenfalls wieder auf, denn vielleicht fällst Du ja noch einmal vom Skateboard...

Genauso wie Stammzellen in der Haut nur Hautzellen bilden können, sind Blut-Stammzellen aus dem Knochenmark nur in der Lage neue Blutzellen zu liefern. Auch in allen anderen Organen wie der Leber oder der Niere müssen alte Zellen regelmässig ausgetauscht werden, damit diese Organe weiterhin einwandfrei funktionieren können. Deshalb gibt es auch dort gewebespezifische Stammzellen.

Embryonale Stammzellen

Embryonale Stammzellen sind in der Lage, sich in alle 200 Zelltypen des Menschen zu entwickeln - dazu gehören unter anderem Nervenzellen, Herzmuskelzellen, Leberzellen oder Blutzellen.

In Grossbritannien und bestimmten anderen Ländern können Paare, die eine künstliche Befruchtung durchgeführt haben, ihre überzähligen Embryonen der Forschung schenken. In diesem Fall wachsen die Embryonen einige Tage lang ausserhalb des Mutterleibs in einer Nährlösung weiter. Sobald sie aus 100-200 Zellen bestehen, werden einige embryonale Stammzellen entnommen und im Labor als sogenannte Stammzell-Linien weiter gezüchtet.

In der Schweiz ist die Herstellung embryonaler Stammzell-Linien zwar nicht gesetzlich verboten. Aber in der Praxis ist sie dennoch ausgeschlossen. Denn bei einer künstlichen Befruchtung in der Schweiz dürfen keine überzähligen Embryonen entstehen. Dementsprechend stehen auch keine Embryonen zur Entnahme der Stammzellen zur Verfügung.

Weil die Verwendung von wenigen Tage alten Embryonen ethisch heikel ist, sind embryonale Stammzellen umstritten. Mehr zu den Argumenten, die bei dieser Debatte um embryonale Stammzellen eine wichtige Rolle spielen, findest Du im Ethikkapitel.

Ersatz für embryonale Stammzellen

Wegen der ethischen Bedenken, Embryonen für die Forschung zu opfern, haben Wissenschaftler nach anderen Methoden gesucht, um Stammzellen zu gewinnen. Der Durchbruch gelang 2006: Forschende haben Zellen aus der Schwanzspitze von Mäusen in Zellen zurückverwandelt, die wie embryonale Stammzellen alle Gewebetypen hervorbringen können. Sie nannten diese Zellen induzierte pluripotente Stammzellen (iPS).

Für diese Entdeckung, wie man ausgereifte Zellen in Stammzellen zurückverwandeln kann, wurde dem Japaner Shinya Yamanaka 2012 der Nobelpreis in Medizin verliehen.

Darüber hinaus gelang Forschenden aus Kalifornien 2010 erstmals, Zellen direkt in eine bestimmte Zellart zu verwandeln. Diese direkte Reprogrammierung von Hautzellen in Herzmuskelzellen gelang mit Hilfe von drei Proteinen. Durch die neue Methode kann wertvolle Zeit gewonnen werden, da man nun nicht erst pluripotente Stammzellen herstellen muss, um Herzmuskelzellen zu gewinnen. Seit dieser Entdeckung berichten immer mehr Forschende von erfolgreichen direkten Reprogrammierungen anderer Zellarten.

Induzierte pluripotente Stammzellen besitzen aber nicht ganz alle Eigenschaften embryonaler Stammzellen. Deshalb wird die Forschung in absehbarer Zeit nicht vollständig auf die aus Embryonen gewonnenen Stammzellen verzichten können.

Forschung mit Stammzellen

Die Wissenschaft hegt aus verschiedenen Gründen Interesse an embryonalen Stammzellen. Einerseits kann mit ihnen erforscht werden, wie sich Gewebe und Organe entwickeln und welche Gene dabei eine Rolle spielen. Andererseits sind sie für die Medizin ein Hoffnungsträger. Eines Tages soll es möglich sein, beschädigte oder bei Unfällen verloren gegangene Zellen durch Ersatzzellen auszutauschen.

Wenn beispielsweise das Rückenmark von Querschnittsgelähmten bei einem Unfall durchtrennt wird, könnten neue, aus Stammzellen gewonnene Nervenzellen die Verbindung im Rückenmark wieder herstellen und den Patienten so das Gehen wieder ermöglichen. Bei Versuchen an Mäusen sind bereits erste Erfolge zu verzeichnen.

Leider wird auch bei der Stammzellforschung das Geschäft mit der Hoffnung ausgenutzt und unseriöse Anbieter versprechen den Erfolg von Stammzelltherapien für verschiedene Krankheiten. Diese Therapien wurden aber weder auf ihre Wirksamkeit noch auf Risiken geprüft und sind nicht zugelassen. Mehr Informationen zu diesem Thema findest Du im "Merkblatt Stammzellen".

Risiken der Stammzellforschung

Wie jede neue Technologie bergen auch die Stammzellen Risiken. In Versuchstiere verpflanzte Stammzellen entwickeln sich nicht immer wie beabsichtigt. In manchen Fällen bilden die Zellen ein Krebsgeschwür. Das zu verhindern, gilt als einer der wichtigsten Meilensteine auf dem Weg zu einer erfolgreichen Stammzelltherapie.

Ethik und Stammzellen: Von den embryonalen Stammzellen erhofft man sich, Ersatzzellen zur Behandlung von Krankheiten herstellen zu können. Doch embryonale Stammzellen werden aus wenige Tage alten Embryonen gewonnen. Für die Diskussion der ethischen Aspekte in der Stammzellforschung: Basiswissen und Rollenspiel.

Video zum Text

Schulmaterial zum Thema Stammzellen findest du hier

Dieser Inhalt stammt von der ehemaligen Website gene-abc.ch, die im Jahr 2016 in die Website SimplyScience.ch integriert wurde. Das Gene ABC war eine Initiative des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF) und wird seit 2016 von der SimplyScience Stiftung weitergeführt.