Stammzelle

Stammzellen sind Zellen des Körpers (somatische Zellen), die sich teilen und differenzieren können.

Wenn ein Organismus wächst, spezialisieren sich Stammzellen und übernehmen bestimmte Funktionen. Zum Beispiel haben reife Gewebe wie Haut, Muskel, Blut, Knochen, Leber, Nerven, alle verschiedene Zelltypen. Da Stammzellen noch nicht differenziert sind, können sie sich in eine Art spezialisierte Zellen verwandeln. Organismen verwenden Stammzellen auch, um beschädigte Zellen zu ersetzen.

Stammzellen kommen in den meisten, wenn nicht in allen Pflanzen und Tieren vor. Sie teilen und differenzieren sich in eine Reihe von Zelltypen. Die Forschung auf dem Gebiet der Stammzellen geht auf Erkenntnisse aus den 1960er Jahren zurück.

Die beiden großen Arten von Säugetierstammzellen sind embryonale Stammzellen und adulte Stammzellen, die in adulten Geweben vorkommen. In einem sich entwickelnden Embryo können sich die Stammzellen zu allen spezialisierten embryonalen Geweben differenzieren. In erwachsenen Organismen wirken Stammzellen als Reparatursystem für den Körper, indem sie spezialisierte Zellen ergänzen, aber auch den normalen Umsatz von Blut-, Haut- und Darmgewebe aufrechterhalten.

Stammzellen können in Gewebekultur gezüchtet werden. In der Kultur können sie in spezialisierte Zellen, wie die von Muskeln oder Nerven, umgewandelt werden. Hochplastische adulte Stammzellen können aus einer Vielzahl von Quellen entnommen werden, darunter Nabelschnurblut und Knochenmark. Sie werden heute in medizinischen Therapien eingesetzt, und die Forscher erwarten, dass Stammzellen in vielen künftigen Therapien verwendet werden.

Menschliche embryonale Stammzellen A: Zellkolonien, die noch nicht differenziert sind. B: Nervenzelle

Embryonale Stammzellen

Embryonale Stammzellen (ES-Zellen) sind Stammzellen, die aus der inneren Zellmasse des Embryos im Frühstadium, einer sogenannten Blastozyste, entnommen werden. Menschliche Embryonen erreichen das Blastozystenstadium 4-5 Tage nach der Befruchtung. Zu diesem Zeitpunkt bestehen sie aus 50 bis 150 Zellen.

Der Zustand der Stammzellen und das, was aus den Tochterzellen wird, wird durch Signale von anderen Zellen im Embryo beeinflusst.

Menschliche embryonale Stammzellenkolonie

Adulte Stammzellen

Adulte Stammzellen existieren im ganzen Körper, nachdem die embryonale Entwicklung abgeschlossen ist. Sie befinden sich in verschiedenen Gewebetypen und bleiben bis zu einer Krankheit oder Gewebeverletzung in einem sich nicht teilenden Zustand. Sie haben sich dauerhaft in spezialisierte Zellen verwandelt und haben die Fähigkeit verloren, sich zu teilen und weiter zu spezialisieren. Ein Vorteil der adulten Stammzellen ist, dass sie eine geringere Wahrscheinlichkeit einer Abstossung bieten. Ein Nachteil wäre, dass es eine begrenzte Verfügbarkeit gibt, um sie zu erhalten.

Pflanzliche Stammzellen

Pflanzliche Stammzellen sind unspezialisiert und können sich zu jeder Art von Pflanzenzelle entwickeln. Sie spezialisieren sich zu Zellen von Wurzeln, Blättern oder Blüten. Die Stammzellen finden sich im Meristem, an der Wurzel und an den Stammspitzen. Sie ermöglichen das weitere Wachstum.

Klon-Pflanzen

Dabei handelt es sich um Pflanzen, die aus Stecklingen (also der gleichen Pflanze) gezogen wurden. Sie werden in Hormonwurzelpulver getaucht, um größere Wurzelsysteme zu entwickeln. Sie verwandeln sich in Gewebe (z.B. Xylem und Phloem) und Organe (z.B. Wurzeln, Blätter und Blüten) und werden so zu einer völlig neuen Pflanze.

Das Klonen von Pflanzen ist eine billige Möglichkeit, eine neue Pflanze zu produzieren.

Stammzellen in der Medizin

Einige Krebsarten können mit Stammzellen behandelt werden. Leukämie, ein Krebs der weissen Blutkörperchen (WBK), ist ein Beispiel dafür.

Dieser Prozess besteht aus zwei Stufen:

Chemotherapie und Strahlentherapie, um krebsartige weiße Blutkörperchen abzutöten und die Produktion von mehr zu stoppen. Dies kann jedoch dazu führen, dass der Patient ein stark geschwächtes Immunsystem mit einem Infektionsrisiko hat.
Eine Transplantation von Knochenmark mit gesunden Stammzellen (zur Erzeugung normaler WBK).

Fragen und Antworten

F: Was sind Stammzellen?

A: Stammzellen sind Zellen des Körpers (somatische Zellen), die sich teilen und differenzieren können. Sie haben sich noch nicht auf einen bestimmten Zelltyp spezialisiert, können sich aber zu einer bestimmten Art von spezialisierten Zellen entwickeln.

F: Wo sind Stammzellen zu finden?

A: Stammzellen kommen in den meisten, wenn nicht in allen Pflanzen und Tieren vor.

F: Wann hat die Forschung im Bereich der Stammzellen begonnen?

A: Die Forschung auf dem Gebiet der Stammzellen geht auf Erkenntnisse aus den 1960er Jahren zurück.

F: Welches sind die beiden Haupttypen von Stammzellen bei Säugetieren?

A: Die beiden Haupttypen von Stammzellen bei Säugetieren sind embryonale Stammzellen und adulte Stammzellen, die in erwachsenen Geweben vorkommen.

F: Wie nutzen Organismen Stammzellen?

A: Organismen verwenden Stammzellen, um beschädigtes oder verloren gegangenes Gewebe zu ersetzen und den normalen Umsatz von Blut-, Haut- und Darmgewebe aufrechtzuerhalten.

F: Wie können Forscher Stammzellen verwenden?

A: Forscher können sie für medizinische Therapien verwenden und erwarten, dass sie in Zukunft für viele Therapien eingesetzt werden.