​​

Meristeme, embryonale & adulte Stammzellen

Stammzellen sind undifferenzierte Zellen, die sich in diverse Gewebeformen entwickeln beziehungsweise differenzieren können. Dabei liegen nicht nur zu Beginn der Entwicklung Stammzellen vor (embryonale Stammzellen), sondern auch beim ausgewachsenen Lebewesen (adulte Stammzellen). So erklärt sich, wie aus einer Ursprungszelle ein grosser, komplexer Organismus wird, der sich ausserdem teilweise eigenständig regenerieren kann.

Stammzellen und ihr Potenzial in der Medizin und Gentechnik sind sehr interessant, doch werfen sie viele wissenschaftliche, ethische und soziale Fragen auf.

Stammzellen

Stammzellen sind undifferenzierte Zellen, noch ohne spezifischen Eigenschaften, aber mit dem Potenzial, dieses zu entwickeln. Dieses Potenzial ist sehr wichtig und wertvoll für die Bildung verschiedener Zelltypen, die diverse Aufgaben und Funktionen im Körper übernehmen sollen. Es gibt verschiedene Arten von Stammzellen.

Entwicklungsfähigkeit - Potenz

(1.) Befruchtung (2.) Embryo im Blastocystenstadium (3.) einzelne embryonale Stammzellen (4a-5a.) Hautzellen (4b-5b.) Zellen des Blutes (4c5c.) Zellen des Darmes (4d-5d.) Nervenzellen

Embryonale Stammzellen

Adulte Stammzellen

Meristeme

(1.) Gewinnung von Meristemen (2.) Meristeme auf ein Nährmedium setzen, das ausreichend Nährstoffe enthält (3.) Heranzüchtung von Abkömmlingen (4.) Transfer aus Nährmedium in normale Umgebung

Forschung mit Stammzellen

Embryonale Stammzellen sind für die Wissenschaft im Moment von grossem Interesse, da in ihnen das Potenzial gesehen wird, manche Krankheiten zu heilen. Totipotente Stammzellen könnten im Labor künstlich in benötigte Gewebe oder Organe differenziert werden. Nicht nur um die Organe ersetzen zu können, sondern auch um Stoffe herstellen zu können, die die Organe sonst herstellen.

(1.) Eizelle (2.) Körperzelle des zu klonenden Individuums (3.) Zellkern der Eizelle wird entfernt (4.) der Zellkern aus der Körperzelle wird in die Eizelle eingesetzt (5.) Anregung zur Zellteilung (6.) Erzeugung eines Embryos (7.) Entnahme der Stammzellen nach 4-5 Tagen (8.) Züchtung der Stammzellen

Beispiele:

• Die Bauchspeicheldrüse besteht mitunter aus Zellen, die Insulin produzieren. Diese Zellen könnten herangezüchtet werden, um das Insulin für Menschen mit Diabetes zu verwenden.
• Bei Verlust, Erkrankung oder Verletzung eines Organs, könnten embryonale Stammzellen im Labor zu dem Wunschorgan, oder Wunschgewebe differenziert werden.
  

Adulte Stammzellen werden bereits als Transplantat für Patienten mit Blutkrankheiten wie Leukämie verwendet. Bei allen Transplantaten besteht jedoch das Risiko, dass sie vom Immunsystem einer Person abgestossen werden können.

Meristeme können extrahiert und dazu verwendet werden, eine Pflanze mit viel Sorgfalt und Aufwand zu klonen. Das kann uns helfen, neue Pflanzen mit den Eigenschaften zu züchten, die hervorgehoben werden sollen.

Beispiel:

Eine Tomatenpflanze ist besonders ertragreich und bringt schneller als die anderen Pflanzen grosse und aromatische Tomaten hervor. Dabei braucht sie auch noch weniger Licht und Wasser als andere. Von genau dieser Pflanze hätte jeder Gärtner gerne mehr.

Ethische Debatte

Stammzellen sind zwar eine aufregende Entdeckung für Forscherinnen und Forscher, aber es gibt auch eine Debatte darüber, ob sich die Verwendung und Erforschung von Stammzellen lohnt.

Induzierte pluripotente Stammzellen

Kurz iPS-Zellen genannt. Dabei handelt es sich um Körperzellen, die weder multi-, pluri- noch totipotente Eigenschaften aufweisen konnten. Durch eine epigenetische Rückprogrammierung gelang es aus ihnen wieder eine pluripotente Stammzelle herzustellen.

Knochenmarkspende

Transplantationen des Knochenmarks, das Stammzellen enthält, werden seit $$1968$$ durchgeführt. Im Knochenmark befinden sich nur sehr wenige Stammzellen, weshalb sie stattdessen aus dem Blut isoliert werden. 

Abstossung von Transplantaten

Die Abstossung von Stammzellentransplantaten durch das Immunsystem des Patienten ist ein Problem. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu vermeiden, besteht darin, eine enge Übereinstimmung zwischen Spender und Patient zu finden, wie zum Beispiel Geschwister. Eine andere Möglichkeit, die Abstossung des Transplantats zu vermeiden, besteht darin, dem Patienten Medikamente zu verabreichen, die sein Immunsystem unterdrücken. Diese werden als Immunsuppressiva bezeichnet.

Therapeutisches Klonen

Definition

Das therapeutische Klonen ist eine Möglichkeit, Stammzellen mit den gleichen Genen wie der Patient zu erzeugen, damit sie nicht vom Immunsystem abgestossen werden. Das Verfahren beinhaltet einen Kerntransfer.

Hinweis: Bislang gibt es keine Beweise dafür, dass diese Methode zur Behandlung von Menschen eingesetzt wurde.

Wissenschaftliche, ethische und soziale Fragen

Bei der Stammzelltherapie stellen sich einige Fragen.

• Eine wichtige wissenschaftliche Frage ist: "Wie erfolgreich können diese Therapien sein?" Es gibt Sicherheitsbedenken, da Stammzellen, die in Kultur gehalten werden, Ähnlichkeiten mit Krebszellen aufweisen können und es möglich ist, dass Viren auf diese Stammzellen übertragen werden.
• Es gibt auch ethische Fragen wie "Ist es moralisch richtig, einen Embryo mit der Absicht zu erzeugen, ihn zu zerstören?". Wann betrachtet man einen Embryo als menschliches Lebewesen, direkt nach der Befruchtung, nach der Einnistung, oder mit dem Herzschlag? Ab wann handelt es sich um Tötung?
• Gesellschaftliche Fragen wie die, ob die Vorteile die Einwände überwiegen, und die Forderung nach weiterer öffentlicher Aufklärung zu diesem Thema sind aufgekommen.​