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Als Stammzellen werden allgemein Korperzellen bezeichnet die sich in verschiedene Zelltypen oder Gewebe ausdifferenzieren konnen Je nach Art der Stammzelle und ihrer Beeinflussung haben sie das Potenzial sich in jegliches Gewebe embryonale Stammzellen oder in bestimmte festgelegte Gewebetypen adulte Stammzellen zu entwickeln Menschliche embryonale Stammzellen A undifferenzierte Kolonien B Neuron TochterzelleStammzellen sind in der Lage Tochterzellen zu generieren die selbst wiederum Stammzelleigenschaften besitzen aber auch solche mit grosserer Ausdifferenzierung 1 Hierzu befahigt sie ein noch nicht vollstandig geklarter Mechanismus asymmetrischer Zellteilung Uber das jeweilige Schicksal der Zellen entscheidet dabei vor allem das biologische Milieu in dem sie sich befinden Stammzellen werden vor allem durch ihr ontogenetisches Alter und ihr Differenzierungspotenzial unterschieden die ontogenetisch fruhesten Stammzellen sind die pluripotenten embryonalen Stammzellen aus denen spater die primitiven Keimstammzellen sowie die somatischen Stamm und Progenitorzellen oder Vorlauferzellen hervorgehen Phylogenetisch gehen die Stammzellen auf den letzten gemeinsamen eukaryotischen Vorfahren LECA zuruck 2 Auch Pflanzen besitzen Stammzellen Diese befinden sich an der Spitze des Sprosses im sogenannten Apikalmeristem sowie an den Wurzelspitzen im Wurzelmeristem Im Gegensatz zu fast allen tierischen und menschlichen Zellen besitzen bei Pflanzen praktisch alle Zellen die Fahigkeit einen kompletten Organismus zu regenerieren Inhaltsverzeichnis 1 Embryonale Stammzellen 1 1 Klonen 1 2 Ethische Kontroverse 1 3 Gesetzeslage 1 3 1 Europaischer Gerichtshof 1 3 2 Deutschland 1 3 3 Osterreich 1 3 4 Polen 1 3 5 Schweiz 1 3 6 Grossbritannien 1 3 7 Vereinigte Staaten 2 Postembryonale Stammzellen 2 1 Adulte Stammzellen 2 2 Kunstlich reprogrammierte Stammzellen 3 Stammzellmedizin 4 Stammzellforschung 5 Stammzellengewinnung aus dem Zahnmark der Milchzahne 6 Literatur 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseEmbryonale Stammzellen BearbeitenEmbryonale Stammzellen ES Zellen sind in vivo und in vitro in der Lage sich in Zellen aller drei Keimblatter Entoderm Ektoderm und Mesoderm sowie in Zellen der Keimbahn auszudifferenzieren Sie werden daher als pluripotent bezeichnet ES Zellen werden fur experimentelle Zwecke nach Befruchtung der Eizelle im Embryo Entwicklungsstadium der Blastozyste aus der inneren Zellmasse ICM auch Embryoblast genannt gewonnen 3 ES Zellen wurden erstmals 1981 isoliert aus Blastozysten der Maus Sie neigen in vitro dazu spontan zu differenzieren Dies kann durch Faktoren unterbunden werden welche die Selbsterneuerung der Zellen fordern Mehrere solcher Stoffe wurden seit Ende der 1980er Jahre identifiziert massgeblich durch die Gruppe um Austin Smith in Edinburgh ES Zellen konnen daher im Prinzip unbegrenzt vermehrt werden was unter anderem auch mit der hohen Aktivitat des Enzyms Telomerase zusammenhangt Damit unterscheiden sie sich von anderen sogenannten primaren Korperzellen die ihre Teilungsaktivitat in der Kulturschale meist nach kurzer Zeit einstellen replikative Zellseneszenz ES Zellen bilden im Embryo die Vorlaufer fur samtliche Korperzellen nicht jedoch fur die embryonalen Anteile der Plazenta 2003 konnte im Mausmodell zudem erstmals gezeigt werden dass ES Zellen auch zu Keimzellen Gameten in der genannten Studie zu Eizellen differenzieren konnen 4 Eine bemerkenswerte Eigenschaft von ES Zellen der Maus besteht darin dass sie in Praimplantationsembryonen wieder eingefuhrt werden konnen und nach deren Transfer in scheinschwangere Tiere am Aufbau aller fotalen Gewebe beteiligt werden Dies kann fur die zielgerichtete Ausschaltung bestimmter Gene in Mausen benutzt werden Knock out Mause die sich unter Nutzung von ES Zellen deutlich schneller produzieren lassen als mit herkommlichen Techniken sind von hohem Wert fur die Erforschung von Genfunktionen und werden auch als menschliche Krankheitsmodelle verwendet Weiterhin konnen ES Zellen in vitro mehr oder weniger gezielt zu verschiedensten Zelltypen ausdifferenziert werden z B in Nervenzellen Dieses Gebiet wurde insbesondere ab 1998 mit der erstmaligen Etablierung von humanen ES Zellen hES Zellen durch James Thomson und John D Gearhart belebt hES Zellen werden im Allgemeinen aus sogenannten uberzahligen Embryonen gewonnen die durch In vitro Fertilisation entstanden sind nicht mehr fur Fortpflanzungszwecke benotigt werden und daher tiefgefroren gelagert werden Das Hauptinteresse der Forschung an hES Zellen gilt der Differenzierung in spezialisierte Zellen um diese fur mogliche Zellersatztherapien verfugbar zu machen ES Zellen werden moglicherweise eines Tages in der Medizin als Ersatzmaterial dienlich sein konnen Die Krankheit Morbus Parkinson konnte unter Nutzung differenzierter hES Zellen zumindest in Tierversuchen bereits behandelt werden Solche und andere vor allem im Tiermodell gewonnenen Erkenntnisse wurden jedoch noch nicht bei grosseren Saugetieren bestatigt Trotzdem hat die US amerikanische Firma Geron bereits erste klinische Studien unter Nutzung von hES Zellen fur die Therapie von Ruckenmarksverletzungen fur 2008 angekundigt Prinzipiell bedurfen die bisherigen Ergebnisse jedoch noch einer strengen Uberprufung so dass im Gegensatz zu den adulten Stammzellen s u eine mogliche klinische Anwendung noch weit entfernt ist 5 So konnen hES Zellen beispielsweise nach Transplantation in Versuchstiere Tumoren bilden so dass vor einem klinischen Einsatz sichergestellt sein muss dass die Transplantate keine undifferenzierten hES Zellen mehr enthalten Von grosser Relevanz konnte auch die immunologisch bedingte Abstossung entsprechender Transplantate durch den Empfanger sein ein aus der Transplantationsmedizin hinlanglich bekanntes Problem Eine ethisch weitgehend unbedenkliche Quelle fur embryonale Stammzellen konnten unbefruchtete Eizellen darstellen die im Rahmen von Fruchtbarkeitsbehandlungen anfallen und nicht befruchtet werden Durch elektrische oder chemische Reize konnen diese Eizellen zur Teilung angeregt werden Parthenogenese woraus zum Beispiel Herzmuskelzellen gezuchtet werden konnen 6 Klonen Bearbeiten Hauptartikel Klonen Neben der Gewinnung von ES Zellen aus IVF Blastozysten ist auch eine Gewinnung von ES Zellen durch Klonen von Embryonen moglich Grundlage fur diese Moglichkeit war das erste erfolgreiche Klonen eines Saugetiers im Jahr 1996 des Schafs Dolly Unter Nutzung dieser Technik kann durch Ubertragung des Zellkerns aus einer Korperzelle in eine unbefruchtete von der inneren Zellmasse befreite Eizelle ein fruher Embryo entstehen aus dem ES Zellen angelegt werden konnen Die Methode hatte bei der Anwendung auf den Menschen den Vorteil dass mit dem Spender genetisch und damit immunologisch identische ES Zellen zur Verfugung stunden Die Forschung an embryonalen Stammzellen gelang auch durch gefalschte Ergebnisse in den Fokus der Offentlichkeit Im Jahr 2004 publizierte das Forschungsteam um den sudkoreanischen Tiermediziner Hwang Woo suk es sei erstmals gelungen einen menschlichen Embryo zu klonen und auf diese Weise Stammzelllinien zu gewinnen Therapeutisches Klonen 2005 folgte eine Publikation ebenfalls in der angesehenen Fachzeitschrift Science der zufolge die weltweit ersten massgeschneiderten embryonalen Stammzellen fur schwerstkranke Patienten etabliert worden seien Beide Publikationen stellten sich als weitgehend gefalscht heraus Einen moglichen Durchbruch im Therapeutischen Klonen von Primaten stellen die erstmals im Juni 2007 vorgestellten Ergebnisse eines US amerikanischen Forscherteams um Shoukhrat Mitalipov dar 7 Dem Team gelang es Rhesusaffen zu klonen und aus den erhaltenen Embryonen zwei Linien embryonaler Stammzellen zu gewinnen Angewandt wurde dabei das gleiche Verfahren wie bei dem Schaf Dolly Diese Ergebnisse wurden am 14 November 2007 von unabhangiger Seite bestatigt 8 Ethische Kontroverse Bearbeiten Die Art der Gewinnung menschlicher embryonaler Stammzellen abgekurzt oft hES Zellen h human nach In vitro Fertilisation fuhrte zu einer hitzigen bis heute andauernden ethischen Debatte Die Verwendung von menschlichen embryonalen Stammzellen in der Forschung und Medizin wird von einem Teil der Gesellschaft abgelehnt da zu ihrer Gewinnung die Zerstorung von fruhen menschlichen Embryonen erforderlich ist verbrauchende Embryonenforschung Grundsatzlich geht es bei der Diskussion in Deutschland vor allem um die Frage ob der fruhe Embryo als menschliches Wesen unter den Wurdeschutz des Grundgesetzes fallt und damit sein Leben keinerlei Abwagungen unterliegen durfe Die Gegner der Stammzellenforschung bemuhen dabei oftmals die so genannten SKIP Argumente um von ihrer Position zu uberzeugen 9 Die Befurworter der Forschung an embryonalen Stammzellen fuhren hingegen haufig das Argument des moglicherweise sehr hohen positiven Potentials der Forschung mit humanen embryonalen Stammzellen ins Feld Die Wissenschaftler erhoffen sich unter anderem eine Heilung schwerer Krankheiten Parkinson Krankheit Diabetes mellitus Querschnittlahmung sowie die Moglichkeit zerstorte Organe nachwachsen zu lassen Konkrete Hinweise auf solche therapeutischen Erfolge gibt es allerdings zum gegenwartigen Zeitpunkt lediglich aus Tierexperimenten mit Nagern Die Deutsche Bischofskonferenz katholisch vertritt die Meinung dass menschliches Leben ab der Befruchtung der Eizelle vorliege Dementsprechend gebuhre dem Menschen ab der Befruchtung eine Wurde die eine Zerstorung der befruchteten Eizelle verbiete 10 Ebenso ausserte sich die Kongregation fur die Glaubenslehre unter Joseph Ratzinger 1987 in der Instruktion Donum Vitae 11 Papst Johannes Paul II ausserte sich u a hierzu in der Enzyklika Evangelium vitae 1995 und griff die entsprechenden Aspekte der Fragestellung aus Donum Vitae auf 12 Die papstliche Akademie fur das Leben gab 2000 eine entsprechende Erklarung heraus die sich insbesondere mit technischen Fragen der Stammzellforschung auseinandersetzt 13 Eine der letzten katholischen Stellungnahmen diesbezuglich war die Erklarung Dignitas personae der Romischen Glaubenskongregation 14 Ebenso gibt es theologische Uberzeugungen dass bereits der fruhe Embryo beseelt sei Dieser Embryo habe eine Seele und stehe deshalb unter besonderem Schutz Darauf Bezug nehmend weisen manche Befurworter der Stammzellforschung darauf hin dass man im Anschluss an Thomas von Aquin in der katholischen Kirche bis in die Neuzeit glaubte dass die Beseelung des Embryos schrittweise erfolge Sukzessivbeseelung und die hochste Form der Seele die anima intellectiva erst ca drei Monate nach der Empfangnis ubertragen werde Endgultig hat die katholische Kirche erst in der Bulle Apostolicae Sedis 1869 unter Pius IX die Lehre von der vollen Menschwerdung am 80 Tag aufgegeben Die evangelische Kirche hingegen mochte die Dialogfindung unterstutzen um einen Konsens in dieser Frage zu finden Einig sind sich die Vertreter der evangelischen Kirche daruber dass fur die Isolierung embryonaler Stammzellen keine Embryonen hergestellt werden durfen Zur Frage der generellen Verwendung von schon bestehenden embryonalen Stammzellen hat sie bisher noch nicht Stellung bezogen sie mochte die Grundlagenforschung an embryonalen Stammzellen so schnell wie moglich hinter sich lassen 15 Beim Streit um den moralischen Status des Embryos werden zusammengefasst und erganzt unter anderem folgende Zeitpunkte 16 diskutiert Moment der Empfangnis Kernverschmelzung Differenzierung von Embryo und Plazenta Zeitpunkt ab dem eine Mehrlingsbildung ausgeschlossen ist Nidation Erste Ausbildung von Hirnzellen Geburt Erste Wochen nach der GeburtGesetzeslage Bearbeiten Europaischer Gerichtshof Bearbeiten Menschliche embryonale Stammzellen fur deren Gewinnung Embryonen zerstort werden mussen so der Europaische Gerichtshof EuGH am 18 Oktober 2011 durfen nicht patentiert werden da es sich bei befruchteten Eizellen bereits um menschliches Leben handle Mit diesem Urteil entschied der EuGH einen Patentstreit zwischen dem Neurobiologen Oliver Brustle und Greenpeace 17 Deutschland Bearbeiten Nach dem Embryonenschutzgesetz ist es in Deutschland verboten menschliche Embryonen also auch Blastozysten die als Quelle fur embryonale Stammzellen dienen fur Forschungszwecke herzustellen zu klonen oder zu zerstoren Die Forschung an importierten embryonalen Stammzellen ist jedoch unter Auflagen moglich und wurde zunachst durch das Stammzellgesetz vom Juli 2002 geregelt Dieses Gesetz und insbesondere die darin enthaltene Regelung dass nur embryonale Stammzellen nach Deutschland importiert werden durften die vor dem 1 Januar 2002 gewonnen worden waren Stichtagsregelung war von Beginn an umstritten Im Fruhjahr 2008 debattierte der Deutsche Bundestag uber eine Novellierung des Stammzellgesetzes in der neben der Verschiebung des Stichtages auch die vollige Freigabe des Imports sowie das Verbot der Stammzellforschung mit embryonalen Stammzellen in Gruppenantragen vorgeschlagen wurde 18 Am 11 April 2008 beschloss der Deutsche Bundestag einen neuen Stichtag so dass nun Stammzellen importiert werden durfen die vor dem 1 Mai 2007 gewonnen wurden 19 Das Robert Koch Institut fuhrt gemass 11 Stammzellgesetz StZG ein offentlich zugangliches Register Dieses enthalt Angaben zu genehmigten Forschungsvorhaben nach dem StZG und zu den humanen embryonalen Stammzell Linien enthalten sind deren Import und Verwendung genehmigt worden ist 20 Osterreich Bearbeiten In Osterreich ist die Forschung an importierten pluripotenten embryonalen Stammzellen nach geltendem Recht ohne Einschrankungen erlaubt Dies gilt auch fur das therapeutische Klonen Verboten ware jedoch gemass 9 des Fortpflanzungsmedizingesetzes die Gewinnung von embryonalen Stammzellen sofern diese in Osterreich stattfande Die Verwendung von totipotenten Stammzellen ist nur zu Zwecken der Fortpflanzung erlaubt 21 Polen Bearbeiten In Polen wird die Forschung an menschlichen Embryonen bestraft wenn diese zur Zerstorung des Embryos in vitro fuhrt Dies wird mit der Abtreibung gleichgesetzt und kann mit Freiheitsstrafen von bis zu drei Jahren geahndet werden Zur Forschung mit embryonalen Stammzellen aus dem Ausland gibt es keine bindende gesetzliche Regelung Zurzeit gilt die Richtlinie vom 13 Januar 2004 sie besagt dass Forschung an embryonalen Stammzellen nur dann zugelassen werden sollte wenn sie die Rettung menschlichen Lebens zum Ziel hat 22 Hier bietet die Definition des menschlichen Lebens jedoch viel Interpretationsspielraum Schweiz Bearbeiten In der Schweiz durfen Wissenschaftler aus uberzahligen menschlichen Embryonen das heisst aus solchen die in der Fortpflanzungsmedizin keine Verwendung finden Stammzellen gewinnen und mit den Zellen forschen Der Schweizer Bundesrat verabschiedete im Februar 2005 ein entsprechendes Gesetz nachdem sich zuvor in einer Volksabstimmung mehr als 66 Prozent der Schweizer Wahler fur dieses Gesetz ausgesprochen hatten 23 Voraussetzung gemass Art 5 ff Stammzellforschungsgesetz ist dass die Einwilligung des Spenderpaares vorliegt die Spende unentgeltlich erfolgt und keine der Personen fur deren Forschungsprojekt die Zellen gewonnen werden am Fortpflanzungsverfahren beteiligt war Das Klonen von menschlichen Zellen ist verboten Grossbritannien Bearbeiten In Grossbritannien ist sowohl die Erzeugung von menschlichen embryonalen Stammzellen als auch das Klonen menschlicher Embryonen zu Forschungszwecken erlaubt Vereinigte Staaten Bearbeiten In den USA wurde die Forschung an embryonalen Stammzellen mit offentlichen Mitteln des Bundes bis Ende 2009 nur gefordert wenn die verwendeten Stammzelllinien schon vor August 2001 existierten Im Juli 2006 hatten der US Senat und das Reprasentantenhaus zwar fur eine Aufhebung dieser Einschrankung gestimmt dagegen hat Prasident Bush jedoch sein Veto eingelegt 24 25 26 Fur die Forschungsforderung der Bundesstaaten und fur privat finanzierte Forschung hatte diese Einschrankung allerdings keine Gultigkeit 27 Daher konnte Kalifornien 2004 in einer Volksabstimmung beschliessen die embryonale Stammzellforschung mit drei Milliarden Dollar zu fordern 28 Im Marz 2009 hatte Prasident Obama angekundigt dass er die Stammzellenforschung wieder mit Staatsgeldern fordern wolle Diese Ankundigung wurde im Dezember 2009 durch die zustandigen Behorden umgesetzt indem sie die Nutzung von zunachst 13 Linien embryonaler Stammzellen freigaben 29 Im August 2010 wurde diese Forderung von einem US Gericht wieder blockiert da sie gegen ein Gesetz verstosse das die Zerstorung menschlicher Embryonen verbietet 30 Postembryonale Stammzellen BearbeitenDie Gruppe der postembryonalen Stammzellen umfasst all jene Stammzellen die nach Abschluss der Embryonalentwicklung im Organismus von Saugetieren vorkommen Nach ihrem ontogenetischen Alter werden sie weiterhin in fotale neonatale und adulte Stammzellen unterteilt Das Differenzierungspotential von postembryonalen Stammzellen ist nach gegenwartiger Erkenntnis auf die Ausreifung genetisch determinierter Gewebe etwa der Haut der Leber oder des hamatopoetischen Systems beschrankt Sie werden daher im Gegensatz zu den ES Zellen nicht mehr als pluripotent sondern nur noch als multipotent bezeichnet Adulte Stammzellen Bearbeiten Wahrend embryonale Stammzellen nur im fruhen Embryo vorkommen sind adulte vom lateinischen fur erwachsen auch somatisch genannte Stammzellen im Organismus nach der Geburt postnatales Stadium vorhanden Aus diesen Zellen werden wahrend der gesamten Lebensdauer des Organismus neue spezialisierte Zellen gebildet Adulte Stammzellen die in Organen besonders im Knochenmark in der Haut aber auch im Fettgewebe in der Nabelschnur und im Nabelschnurblut im Menstruationsblut 31 im Gehirn der Leber oder der Bauchspeicheldruse zu finden sind haben aber im Allgemeinen in Zellkultur ein deutlich geringeres Selbsterneuerungsvermogen und ein eingeschrankteres Differenzierungspotential als embryonale Stammzellen So konnen sich neurale Stammzellen zu allen Zelltypen des Nervengewebes Neuronen Glia etc wohl aber nicht zu Leber oder Muskelzellen entwickeln Ein Keimblatt uberschreitendes Differenzierungspotential bestimmter Stammzelltypen Fahigkeit zur Transdifferenzierung wurde in verschiedenen Studien beobachtet ist jedoch hochst umstritten Adulte Stammzellen sind in jedem Individuum verfugbar so dass die Perspektive des Ersatzes durch korpereigene d h autologe Zellen gegeben ist und sie sich dadurch fur die Technik des Tissue Engineering anbieten Auch scheint die Neigung zur malignen Entartung bei Implantation adulter Stammzellen geringer zu sein als bei embryonalen Stammzellen Eine Entartung konnte bei der klinischen Verwendung von adulten Stammzellen bisher nicht beobachtet werden Die Gewinnung von adulten Stammzellen und von Progenitorzellen aus dem Knochenmark erfolgt mittels Punktion des Beckenknochens unter Vollnarkose oder neuerdings verstarkt mittels der Stammzellapherese Die Gewinnung von Nabelschnurblutstammzellen erfolgt nach der Abnabelung des Kindes durch die Entnahme des restlichen noch in Nabelschnur und Plazenta befindlichen Bluts Die Gewinnung von multipotenten Stammzellen aus der Haut erfolgt mittels einer kleinen Hautbiopsie in ortlicher Betaubung im ambulanten Bereich Danach werden die Stammzellen aus dem Gewebeverband gelost und stehen zur weiteren Verwendung oder der Lagerung uber viele Jahre als Vorsorge wie schon heute von deutschen Unternehmen angeboten zur Verfugung Im Rahmen einer normalen Eigenblutspende konnen zirkulierende Endotheliale Vorlauferzellen gewonnen werden Das Potential dieser autologen korpereigenen Vorlauferzellen fur die Therapie von Herz und Gefasserkrankungen wird derzeit in klinischen Studien untersucht Der Vorteil der Verwendung autologer Vorlauferzellen liegt in der fehlenden Immunogenitat d h die transplantierten Zellen werden vom Immunsystem nicht als fremd erkannt Der niederlandische Immunologe und Molekularbiologe Hans Clevers hat 2009 ein Verfahren zur Vermehrung adulter Stammzellen entwickelt mit dem er rudimentare Organe im Miniaturformat sogenannte Organoide zuchten kann wofur er im September 2016 den mit 750 000 Euro dotieren Korber Preis fur die Europaische Wissenschaft erhielt 32 33 Der Preistrager interessiert sich besonders fur die Signale die Stammzellen zur Teilung anregen Mittels eines von ihm entdeckten Rezeptors Lgr5 der nur bei Stammzellen vorkommt konnte er diese aus entnommenem Darmgewebe isolieren 34 Im Jahr 2013 war Clevers in der Lage Darm Stammzellen von Patienten die an der Erbkrankheit Mukoviszidose leiden mithilfe des Genome Editing von diesem Gendefekt zu befreien 35 Kunstlich reprogrammierte Stammzellen Bearbeiten Hauptartikel Induzierte pluripotente Stammzelle Kazutoshi Takahashi und Shinya Yamanaka von der Universitat Kyōto und Forscher von der Universitat Wisconsin berichteten 2006 bzw 2007 in Cell und Science es sei ihnen gelungen Korperzellen erwachsener Menschen in induzierte pluripotente Stammzellen iPS umzuwandeln 36 Dabei seien vier zentrale ruhende Entwicklungsgene in den Zellen aktiviert worden so dass sie in eine Art embryonalen Zustand zuruckversetzt wurden Aus den kunstlich reprogrammierten Stammzellen konnten die Forscher in der Petrischale gereifte Zellen z B Herzmuskel und Nervenzellen heranzuchten 37 38 Zur erstmaligen Reprogrammierung wurden die Gene Oct 4 Sox 2 c Myc und Klf 4 mit Retroviren in die Zellen geschleust Transduktion Im Tierversuch entwickelte ein Funftel der verwendeten Mause Tumoren vermutlich weil zwei der verwendeten Gene krebsfordernd sein konnen sog Protoonkogene Um bei medizinischer Anwendung ein Risiko durch eingebrachte krebsfordernde Gene auszuschliessen werden alternative Methoden zur Reprogrammierung gesucht Geforscht wird u a an kleinen Molekulen z B Peptiden die die naturlich im Erbgut der Zelle vorkommenden Stammzellgene aktivieren 39 Um eine Tumorbildung zu vermeiden versuchen Forscher ausserdem die Methode der Geneinschleusung mit Retroviren und die Nutzung der Protoonkogene c Myc und Klf 4 zu vermeiden indem die Einschleusung mit nicht integrierenden Adenoviren und alternativen Genen Nanog lin 28 durchgefuhrt wird 40 41 Im Gegensatz zu Retroviren wird die gewunschte Gensequenz durch Adenoviren nicht in das Genom der Wirtszelle integriert womit die Integritat des Wirtsgenoms erhalten bleibt Daruber hinaus ist es gelungen iPS Zellen durch Transfektion nur eines Pluripotenzgens aus Zellen zu erzeugen die die ubrigen drei Gene naturlich exprimieren 42 Im Dezember 2007 berichteten Forscher um Jacob Hanna vom Whitehead Institute for Biomedical Research im US amerikanischen Cambridge dass es gelungen sei mit iPS Zellen Mause zu heilen die an Sichelzellenanamie gelitten hatten In den aus dem Schwanz mittels Reprogrammierung gewonnenen iPS Zellen ersetzten die Forscher das veranderte Gen welches die Sichelzellenanamie auslost durch die gesunde Erbanlage mittels homologer Rekombination Aus den so behandelten Stammzellen wurden blutbildende Vorlauferzellen gezuchtet die sich zu verschiedenen Blutzellen und Zellen des Immunsystems weiterentwickeln konnen Die Vorlauferzellen wurden in die erkrankten Mause transplantiert wo sie offenbar zu gesunden Blutzellen heranwuchsen Wie das Team berichtet verschwanden die Symptome der Versuchstiere durch die Behandlung nahezu vollstandig 43 Diese und verwandte Veroffentlichungen sind allerdings mit gewissem Vorbehalt zu betrachten Es sind mehrere unklare Angaben zu Proteinen zur zellularen Biochemie und zu Zellprozessen zu finden wie z B zum Homooboxprotein NANOG oder zu c Myc bezuglich Krebsentstehung In Deutschland forschen u a Hans Scholer Direktor am Max Planck Institut fur molekulare Biomedizin in Munster und Oliver Brustle Direktor des Instituts fur Rekonstruktive Neurobiologie der Universitat Bonn uber iPS Zellen Die beiden Wissenschaftler leiten gemeinsam das Netzwerk Stammzellforschung NRW 44 Ihre Erwartungen richten sich aus der Stammzellforschung heraus auf die Entwicklung von Medikamenten die sie mittelfristig als besonders vielversprechend ansehen Stammzellmedizin BearbeitenSeit uber 40 Jahren werden die blutbildenden Stammzellen des Knochenmarks in der Behandlung von Leukamie und von Lymphomen eingesetzt siehe auch Stammzelltransplantation Wahrend einer Chemotherapie z B werden die meisten schnell wachsenden Zellen durch zytotoxische Bestandteile zerstort Dadurch werden nicht nur die Krebszellen abgetotet auch die Stammzellen die andere Korperzellen reparieren sollten werden durch die Therapie in Mitleidenschaft gezogen Besonders betroffen sind hierbei die blutbildenden Stammzellen Deshalb werden vor der Chemotherapie Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten durch sogenannte autologe Transplantation oder von einem passenden Spender gewonnen sogenannte allogene Transplantation Nach Abschluss der chemotherapeutischen Behandlung werden die blutbildenden Stammzellen injiziert Diese Stammzellen produzieren dann grosse Mengen an roten und weissen Blutkorperchen wodurch das Blut gesund erhalten werden kann und Infektionen besser abgewehrt werden konnen Nicht blutbildende adulte Stammzellen sind innerhalb einzelner Studien bereits mit Erfolg bei Lahmungen nach Wirbelsaulenverletzungen und bei Morbus Parkinson eingesetzt worden Bei erfolgreichen klinischen Studien konnten Stammzellen aus dem Knochenmark Patienten nach Herzinfarkt oder bei Multipler Sklerose zu einer besseren Regeneration verhelfen Inzwischen hat man auch in der Haut multipotente Stammzellen entdeckt die sich potentiell in allen Organgeweben des Menschen entwickeln und hier zur Regeneration beitragen konnen Im Oktober 2010 begann in den USA eine erste klinische Testphase in der geklart werden soll ob erfolgreiche Experimente mit querschnittgelahmten Ratten auf frisch am Ruckenmark verletzte Menschen ubertragbar sind 45 Der erste nachgewiesene Einsatz einer regenerativen Stammzelltherapie zur Behandlung von Verletzungen bei einem Wildtier erfolgte 2011 in Brasilien 46 47 Bei dieser Gelegenheit verwendete der Zoologischer Garten Brasilia Stammzellen um einen Mahnenwolf zu behandeln der von einem Auto uberfahren worden war und der dann vollig genesen in die Wildnis zuruckgebracht wurde 46 47 Stammzellforschung BearbeitenDerzeit gelingt es in Versuchen an Ratten Gehirntumoren durch die Injektion von adulten Stammzellen zu behandeln Wissenschaftler der Harvard University haben die Zellen gentechnisch so verandert dass sie eine andere gleichzeitig injizierte Substanz in einen Krebszellen totenden Stoff umwandeln Die Grosse der Tumoren konnte um 80 Prozent reduziert werden Stammzellen scheinen ausserdem in der Lage zu sein Zellen die durch einen Herzinfarkt geschadigt wurden zu erneuern An der Columbia Presbyterian University ist es gelungen die Herzfunktion nach einem Infarkt bei Mausen durch die Injektion von Knochenmark Stammzellen um 33 Prozent zu verbessern Das zerstorte Gewebe regenerierte sich zu 68 Prozent wieder Allerdings wird mittlerweile davon ausgegangen dass dieses auf parakrine oder andere Effekte der transplantierten Zellen zuruckzufuhren ist eine Transdifferenzierung hamatopoetischer Stammzellen zu Kardiomyozyten fand jedoch nicht statt 48 Die Anwendung autologer Stammzellen bei Herzschaden wird in verschiedenen Herzzentren europaweit in klinischen Studien untersucht Inwieweit tatsachlich Herzmuskelzellen regeneriert werden ist bisher ungeklart In Deutschland wird u a am Klinikum der Universitat Frankfurt in einer klinischen Studie der Nutzen von Stammzellen fur die Regeneration des Herzens erforscht Adulte Stammzellen werden hier durch Zentrifugation aus Blut gewonnen durch anschliessende Ausbringung auf Fibronectin Platten kultiviert und auf diesen selektiv angereichert sie haften auf den Platten an so dass andere Zellen abgespult werden konnen Nach drei Tagen Kultivierung konnen sie von den Platten abgelost und mit Hilfe geeigneter Nahrmedien ins Herz eingebracht werden In vergleichbarer Weise konnen adulte Stammzellen auch aus Muskelgewebe aus der Haut gewonnen werden allerdings dauert hier die Kultivierung nicht drei sondern ungefahr 20 Tage Ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich fur adulte Stammzellen ist die Regeneration von Knorpel und Knochen Verschiedene renommierte Forschungsinstitute in Israel England und Slowenien haben relevante klinische Daten publiziert Die Forschung mit pluripotenten Stammzellen hat jedoch 2011 einen massiven Ruckschlag erlitten der schlimmstenfalls zum Ende des bisherigen Hoffnungstragers der regenerativen Medizin fuhren konnte Wissenschaftler der University of California San Diego School of Medicine und des Scripps Research Institute wiesen schwere genetische Veranderungen in pluripotenten Stammzelllinien nach Demnach weisen humane embryonale Stammzellen hESC und induzierte pluripotente Stammzellen iPSC haufiger Genom Aberrationen auf als ihre normalen Zellpendants In den untersuchten hESCs lagen erhebliche Duplikationen vor wahrend die iPSCs erhebliche Deletionen aufwiesen Die Auswirkungen dieser genetischen Veranderungen auf potenzielle klinische Anwendungen sind jedoch noch unklar 49 50 Am 15 Mai 2013 wurde in Cell berichtet dass es erstmals gelungen sei im Wege des Zellkerntransfers pluripotente menschliche Stammzellen zu gewinnen und zu spezialisierten Zellen der Bauchspeicheldruse sowie zu Blut Herz Leber und Nervenzellen fortzuentwickeln 51 Mittlerweile gibt es auf Basis von embryonalen Stammzellen neue Therapiemoglichkeiten Seit April 2011 laufen die einzigen zwei von der US FDA Food and Drug Administration genehmigten Patientenversuche 52 Hier werden altere Patienten mit trockener Makuladegeneration AMD und jungere Patienten mit Stargardt Dystrophy SMD mit RPE Zellen behandelt d h ihnen werden 50 200 0000 Retinal Pigment Epithel RPE Zellen in die Retina eines Auges injiziert Diese Zellen werden aus embryonalen Stammzellen gewonnen ohne dass ein Embryo zerstort wird patentierte Blastomertechnik ahnlich der PID Diagnostik Mittlerweile sind uber 40 Patienten in vier Augenkliniken der USA und zwei in Grossbritannien behandelt worden Im Oktober 2014 erschien in The Lancet ein Peer Review Artikel 53 Ihm zufolge habe die Mehrzahl der Patienten signifikante Sehverbesserungen aufgewiesen Dies hat die US FDA dazu bewogen auch fur jungere Patienten eine Versuchsreihe zu genehmigen Grundsatzlich beginnen solche Versuche mit alteren Patienten die schon eine fortgeschrittene Erkrankung ihrer Sehleistung haben Vorrangig geht es um die sichere Verwendung der Therapie Im Juni 2023 berichtete Magdalena Zernicka Goetz der University of Cambridge und des California Institute of Technology in einem Konferenzbeitrag durch eine Umprogrammierung menschlicher embryonalen Stammzellen embryo ahnliche Modelle erzeugt zu haben Dadurch soll die erste Phase embryonaler Entwicklungen untersucht werden konnen ohne hierfur Eizellen oder Sperma zu benotigen 54 Ihre Arbeitsgruppe hatte zuvor bereits vergleichbare Ergebnisse an embryonalen Stammzellen von Mausen veroffentlicht 55 Stammzellengewinnung aus dem Zahnmark der Milchzahne BearbeitenDas Milchzahngebiss eignet sich als Quelle der Stammzellengewinnung 56 Die im Zahnmark befindlichen Zellen konnen extrahiert mit einem speziellen Wachstumsmittel kultiviert und schliesslich fur medizinisch Zwecke konserviert werden 57 Die Stammzellen konnen in der Zahnmedizin fur die Regeneration der dentalen Pulpa bei Erwachsenen eingesetzt werden Mithilfe einer Verpflanzung von Stammzellen im Rahmen eines Tissue Engineerings konnen sich Teile der Wurzelkanale wieder erneuern 58 Literatur BearbeitenBucher Thomas Heinemann Jens Kersten Stammzellforschung Naturwissenschaftliche rechtliche und ethische Aspekte Sachstandsberichte des DRZE Band 4 Verlag Karl Alber Freiburg 2007 ISBN 978 3 495 48196 7 DRZE Wissenschaftliche Abteilung im Auftrag des Kompetenznetzwerks Stammzellforschung NRW Hrsg Dossier Stammzellforschung Zentrale nationale und internationale gesetzliche Richtlinien und Ubereinkommen sowie Stellungnahmen nationaler und internationaler Institutionen Elmar Brahler Hrsg Vom Stammbaum zur Stammzelle Reproduktionsmedizin Pranataldiagnostik und menschlicher Rohstoff 2002 Achim Limbeck Embryonenschutzgesetz und Forschung an menschlichen Stammzellen Eine strafrechtliche Untersuchung der Forschung an menschlichen Stammzellen insbesondere vor dem Hintergrund des Embryonenschutzgesetzes 2006 ISBN 3 9810745 9 9 Umfangreiche Wiedergabe des Forschungsstandes sowie der mit der Forschung verbundenen strafrechtlichen Problematik Eberhard J Wormer Mehr Wissen uber Stammzellen Mit Einfuhrungsbeitragen von Werner Kaufmann Detlev Ganten Gerd Kempermann Lingen Koln 2003 ISBN 3 937490 00 0 Mike S Schafer Wissenschaft in den Medien Die Medialisierung naturwissenschaftlicher Themen Wiesbaden Verlag fur Sozialwissenschaften 2007 ISBN 978 3 531 15592 0 Anna M Wobus u a Stammzellforschung und Zelltherapie Stand des Wissens und der Rahmenbedingungen in Deutschland Mit Beitragen von Christine Hauskeller und Jochen Taupitz Munchen 2006 ISBN 3 8274 1790 2 Gerd Kempermann Neue Zellen braucht der Mensch Die Stammzellforschung und die Revolution der Medizin Piper Verlag Munchen 2008 ISBN 978 3 492 05179 8 Aufsatze Michael Feld Jurgen Hescheler Stammzellen Potente Zellen In Spektrum der Wissenschaft Mai 2003 S 66 73 Michael Gross Die Insel der Stammzellforscher In Nachrichten aus der Chemie 52 12 2004 S 1261 1263 ISSN 1439 9598 Lars Grotewold Wie bleiben Zellen pluripotent Bilanz eines Vierteljahrhunderts Stammzellforschung In Naturwissenschaftliche Rundschau 58 8 2005 S 413 419 Stem Cells In Nature Band 441 Heft 7097 vom 29 Juni 2006 S 1059 1102 eine sehr ausfuhrliche Ubersicht zum Stand der Forschung auf englisch Stephan Ernst Mensch oder Material Theologisch ethische Anmerkungen zu den Ebenen des Diskurses um die Stammzellforschung In Wurzburger medizinhistorische Mitteilungen 23 2004 S 457 470 Davor Solter From teratocarcinomas to embryonic stem cells and beyond a history of embryonic stem cell research In Nature Reviews Genetics 7 2006 S 319 327 Peter Loser Anna M Wobus Aktuelle Entwicklungen in der Forschung mit humanen embryonalen Stammzellen In Naturwissenschaftliche Rundschau 60 5 2007 S 229 237 Alexander A Maximow Der Lymphozyt als gemeinsame Stammzelle der verschiedenen Blutelemente in der embryonalen Entwicklung und im postfetalen Leben der Saugetiere Demonstrationsvortrag gehalten in der ausserordentlichen Sitzung der Berliner Hamatologischen Gesellschaft am 1 Juni 1909 In Folia Haematologica 8 1909 S 125 134 jetzt open access Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Stammzelle Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wiktionary Stammzelle Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Historisches Remarks to trace the scientific steps that eventually led to the recognition of the blood stem cell as an important entity of its own Anmerkungen von Theodor M Fliedner in Stem Cells Band 16 6 1998 S 357 360 Gesellschaftliches Stammzellforschung ein kontroverses Thema fur einen anspruchsvollen Unterricht Kompetenznetzwerk Stammzellforschung NRW Blickpunkt Forschung mit humanen embryonalen Stammzellen Deutsches Referenzzentrum fur Ethik in den Biowissenschaften Stammzellen Debatte de Informationen zur Debatte uber embryonale und adulte Stammzellen therapeutisches und reproduktives Klonen InteressenGemeinschaft Kritische Bioethik Deutschland Artikel uber den Status der Stammzelle und die bioethische Diskussion in Deutschland im NOVO Magazin Andrew Siegel Ethics of Stem Cell Research In Edward N Zalta Hrsg Stanford Encyclopedia of Philosophy Einzelnachweise Bearbeiten Sean J Morrison Nirao M Shah David J Anderson Review Regulatory mechanisms in stem cell biology In Cell Band 88 Nr 3 1997 S 287 298 doi 10 1016 S0092 8674 00 81867 X PMID 9039255 Volltext PDF 260 kB PDF Eugene V Koonin The origin and early evolution of eukaryotes in the light of phylogenomics In Genome Biology 2010 11 209 doi 10 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Status menschlicher Embryonen de Gruyter Berlin 2002 Kommentar der DBK zum Stammzellen Urteil des Europaischen Gerichtshofes Die Instruktion Donum Vitae Enzyklika Evangelium Vitae Erklarung der papstlichen Akademie fur das Leben Dignitas Personae Stellungnahme zur Verschiebung des Stichtages zum Import von ES Zellen Stephan Ernst Mensch oder Material Theologisch ethische Anmerkungen zu den Ebenen des Diskurses um die Stammzellforschung In Wurzburger medizinhistorische Mitteilungen 23 2004 S 457 470 hier S 461 466 EuGH bremst Stammzellenforscher auf www orf at 18 Oktober 2011 www bundestag de Memento vom 10 Marz 2009 im Internet Archive Ubersicht uber die verschiedenen Gesetzentwurfe zur Debatte des Bundestages am 14 Februar 2008 Tagesschau Bundestag lockert Stammzellgesetz Memento vom 20 Februar 2009 imInternet Archive vom 11 April 2008 rki de austria gv at Witold Jacorzynski Marcin Kozlowski Auf dem Weg nach n irgendwo Die polnische Stammzellforschung In Wolfgang Bender u a Grenzuberschreitungen kulturelle religiose und politische Differenzen im Kontext der Stammzellenforschung weltweit Crossing borders Darmstadter interdisziplinare Beitrage 10 agenda Verlag Munster 2005 ISBN 3 89688 258 9 S 471 Schweiz erlaubt Gewinnung embryonaler Stammzellen Auf bionity com vom 3 Februar 2005 Denise Stevens Embryonic stem cell research will President Bush s limitation on federal funding put the United States at a disadvantage A comparison between U S and international law In Houston Journal of International Law 25 Nr 3 2003 S 623 653 PMID 15199940 Veto gegen Stammzellenforschung In Stern 20 Juli 2006 Michael Minkenberg Die Christliche Rechte und die amerikanische Politik von der ersten bis zur zweiten Bush Administration In Bundeszentrale fur politische Bildung B 46 2003 http www answers com topic stem cell California gives go ahead to stem cell research MSNBC 3 November 2004 USA forschen nach acht Jahren wieder an Stammzellen auf orf at 3 Dezember 2009 Erneut 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neuen Pulpa konnen wir die Pulpa regenerieren Hrsg Osterreichischer Zahnarztekongress 2012 und Symposium fur Kinderzahnheilkunde Volume 109 Springer Wien September 2012 S 52 96 Normdaten Sachbegriff GND 4665329 6 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Stammzelle amp oldid 234620052