Untersuchungen zur Bedeutung mesenchymaler Stammzellen in ...

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Einleitung
Die Isolierung embryonaler Stammzellen ist ethisch umstritten und in Deutschland
durch das Embryonenschutzgesetz (EschG vom 13.12.1990) verboten, da sowohl
beim therapeutischen Klonen, als auch bei der Gewinnung von Stammzellen aus
nicht implantierten "überzähligen" Embryonen von in-vitro-Fertilisationen, die
verwendeten Embryonen zerstört werden (Bundesgesetzblatt 1990). Obwohl das im
April 2002 verabschiedete Stammzellgesetz den Import, die Gewinnung und die
Beforschung humaner, embryonaler Stammzellen verbietet, sind auf Antrag
Ausnahmen möglich: Linien embryonaler Stammzellen sollen importiert werden
dürfen, wenn sie vor dem Stichtag 1. Januar 2002 gewonnen wurden. Für besonders
hohe Forschungsziele dürfen diese Zellen unter Aufsicht des Robert-Koch-Institutes
importiert und straffrei beforscht werden.
Aufgrund ihrer hohen Telomeraseaktivität können sich embryonale Stammzellen
unbegrenzt teilen. Sie können in Gewebetypen jedes Keimblattes differenzieren, so
z. B. der Magen-Darm-Trakt (Endoderm), Knochen, Muskulatur, Herz, Nieren
(Mesoderm), Haut, Augen und ZNS (Ektoderm). Darin liegt eine Gefahr, denn ES-
Zellen können nach Transplantation auch unkontrolliert differenzieren und Teratome
oder gar maligne Teratokarzinome bilden, welche aus Zelltypen aller drei Keimblätter
bestehen 14, 15 . Daher müssen ES-Zellen vor der Implantation peinlich genau
vordifferenziert und von den undifferenzierten Vorläuferzellen abgetrennt werden.
In einer speziellen Kultivierungstechnik, der hanging drop culture, bilden embryonale
Stammzellen spontan sogenannte Embryokörperchen, embryoid bodies (EBs) aus,
die Zelltypen aller drei Keimblätter beinhalten. Diese Technik wurde erstmals von
Anna Wobus am ehemaligen DDR-Akademieinstitut in Gatersleben beschrieben 13
und bildet die Grundlage aller gängigen Differenzierungsprotokolle für ES-Zellen.
Durch Zugabe bestimmter Wachstumsfaktoren kann die Differenzierung der EBs in
eine bestimmte Richtung gelenkt werden, z. B. in die neuronale Linie 16 . Dazu
werden die Zellen vereinzelt und auf einer Schicht von Fütterzellen, den feeder layer
cells kultiviert. Fütterzellen sind in der Regel somatische Zellen, z. B. Fibroblasten,
die durch Gamma-Bestrahlung oder durch Behandlung mit Mitomycin C
teilungsinaktiv geworden sind. Sie produzieren sowohl extrazelluläre Matrix als auch
Zytokine, die embryonale Stammzellen zur Proliferation bzw. Differenzierung
anregen 17 .