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Dokumentation PID, PND, Forschung an Embryonen - 3., erweiterte ...

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Heft 1–2, 7. J<strong>an</strong>uar 2002<br />

Stammzellen<br />

Die Stammzellforschung weckt derzeit<br />

Hoffnung auf eine nahezu<br />

unbegrenzte Anwendung von<br />

Stammzellen in der regenerativen Medizin.<br />

Ergebnisse aus Tierversuchen mit<br />

embryonalen und adulten Stammzellen<br />

lassen vermuten,dass in einer nicht allzu<br />

fernen Zukunft für die Tr<strong>an</strong>spl<strong>an</strong>tation<br />

geeignete Spenderzellen in Zellkulturverfahren<br />

hergestellt werden können.<br />

Einen starken Aufschwung nahm die<br />

Stammzellforschung Ende 1998, als<br />

Wissenschaftler Verfahren zur Kultur<br />

hum<strong>an</strong>er Stammzellen aus in vitro<br />

befruchteten menschlichen <strong>Embryonen</strong><br />

entwickelten. Die Arbeitsgruppe um<br />

James Thomson, University of Wisconsin,<br />

Madison (USA), isolierte aus einem<br />

sieben Tage alten Embryo Stammzellen<br />

und gew<strong>an</strong>n daraus mehrere<br />

Zelllinien. Diese Methode eröffnete<br />

völlig neue Perspektiven für Gewebezucht<br />

und Org<strong>an</strong>ersatz. Das Wissenschaftsmagazin<br />

„Science“ deklarierte<br />

1999 zum Jahr der Stammzellforschung<br />

(„Breakthrough 1999“).<br />

Ethische und rechtliche Fragen<br />

Embryonale Stammzellen scheinen<br />

grundsätzlich zur Züchtung von Gewebe<br />

oder Org<strong>an</strong>en geeignet zu sein. Es ist<br />

durchaus denkbar, dass künftig fehlerhafte<br />

Org<strong>an</strong>funktionen durch Tr<strong>an</strong>spl<strong>an</strong>tation<br />

von gezüchteten Stammzellen<br />

behoben und somit einige erbliche<br />

und erworbene Erkr<strong>an</strong>kungen geheilt<br />

werden können. Allerdings wirft die<br />

Gewinnung von Stammzellen aus „geopferten“<br />

<strong>Embryonen</strong> viele ethische,<br />

moralische und rechtliche Fragen auf.<br />

Dies ist bei adulten Stammzellen weniger<br />

der Fall. Die aus dem erwachse-<br />

D O K U M E N T A T I O N<br />

„Rohstoff“ für die<br />

regenerative Medizin<br />

Stammzellen gelten als Hoffnungsträger in der<br />

regenerativen Medizin. Doch sowohl embryonale als auch<br />

adulte Stammzellen weisen Vor- und Nachteile auf.<br />

126<br />

nen Org<strong>an</strong>ismus gewonnenen Stammzellen<br />

scheinen ebenfalls ein <strong>an</strong>nähernd<br />

unbegrenztes Differenzierungspotenzial<br />

zu besitzen. Im Labor lassen sich aus<br />

ihnen unter speziellen Bedingungen<br />

Muskel-, Knorpel-, Leber- oder Nervenzellen<br />

züchten. Bisher war ihre Umw<strong>an</strong>dlungsfähigkeit<br />

oder Plastizität unbek<strong>an</strong>nt.<br />

Sie könnte aber genutzt werden,<br />

um spezifische Zellen oder Gewebsverbände<br />

für die Tr<strong>an</strong>spl<strong>an</strong>tation<br />

herzustellen.<br />

Stammzellen können auf verschiedenen<br />

Wegen gewonnen werden:<br />

Adulte Stammzellen lassen sich aus<br />

fetalen Geweben, Nabelschnurblut<br />

oder aus<br />

Geweben eines Erwachsenen<br />

(zum Beispiel<br />

aus dem Knochenmark)<br />

isolieren.<br />

Embryonale Stammzellen<br />

(ES) werden aus<br />

bis zu sieben Tagen<br />

alten <strong>Embryonen</strong> gewonnen.<br />

Mehrere Arbeitsgruppen<br />

haben inzwischen<br />

Zelllinien<br />

etabliert, wobei jede<br />

eine fast unerschöpfliche<br />

Quelle für <strong>Forschung</strong>s-<br />

und Beh<strong>an</strong>dlungszwecke<br />

darstellen<br />

könnte. Auch aus den<br />

Urkeimzellen während<br />

Grafik<br />

der fetalen Entwicklung können „embryonale<br />

germ“-(EG-) Zellen abgeleitet<br />

werden. Menschliche EG-Zellen<br />

besitzen ähnliche Potenziale wie ES-<br />

Zellen. Ob die aus menschlichen EG-<br />

Zellen abgeleiteten Spenderzellen nach<br />

Tr<strong>an</strong>spl<strong>an</strong>tation zur Geweberegeneration<br />

eingesetzt werden können, ist zurzeit<br />

offen.<br />

Die Entwicklungspotenziale der embryonalen<br />

Stammzellen (ES-Zellen,<br />

EG-Zellen) und der adulten Stammzellen<br />

unterscheiden sich deutlich. Generell<br />

nimmt das entwicklungsbiologische<br />

Potenzial mit dem ontogenetischen Alter<br />

ab. Die ES-Zellen und EG-Zellen<br />

eignen sich deshalb wahrscheinlich<br />

besonders für Zellersatzstrategien bei<br />

Geweben, die sich nur sehr eingeschränkt<br />

regenerieren (speziell für das<br />

Nervensystem). So konnten aus ES-<br />

Zellen der Maus abgeleitete Zellen in<br />

einem Rattenmodell bei einer Myelinm<strong>an</strong>gel-Kr<strong>an</strong>kheit<br />

den Myelinm<strong>an</strong>gel<br />

wieder aufheben. Da die multiple<br />

Sklerose ebenfalls eine Myelinm<strong>an</strong>gel-<br />

Kr<strong>an</strong>kheit ist, sind <strong>an</strong>aloge Therapie<strong>an</strong>sätze<br />

vorstellbar. Aus ES-Zellen der<br />

Maus können auch Nervenzelltypen<br />

hergestellt werden, die bei Morbus<br />

Parkinson defekt sind. Vorstellbar<br />

ist ferner die Tr<strong>an</strong>spl<strong>an</strong>tation von ES-<br />

Zellen abgeleiteten Herzmuskelzellen<br />

zur Beh<strong>an</strong>dlung von Herzinsuffizienz<br />

und Herzinfarkt. Ein ebenso viel versprechender<br />

Weg ist die In-vitro-Differenzierung<br />

insulinbildender Zellen zur Beh<strong>an</strong>dlung<br />

des Diabetes mellitus.<br />

Korrelation zwischen Selbsterneuerungspotenzial und ontogenetischem<br />

Alter bei einem und demselben Phänotyp von Blutstammzellen.<br />

Das Potenzial ist am höchsten bei Zellen aus fetaler<br />

Leber, gefolgt von denen aus Nagelschnurblut, und am niedrigsten<br />

aus erwachsenem Knochenmark. Quelle: Anthony D. Ho et al.<br />

In jüngster Zeit hat sich herausgestellt,<br />

dass adulte Stammzellen nicht<br />

nur Zellen des entsprechenden Org<strong>an</strong>s<br />

hervorbringen können, sondern auch<br />

Zellen <strong>an</strong>derer Gewebe oder Org<strong>an</strong>e.<br />

Aus dem Knochenmark wurden zum<br />

Beispiel nicht nur neue Blutzellen abgeleitet,<br />

sondern auch Zellen verschiedener<br />

Körpergewebe, wie Knochen,

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