Potenzial embryonaler Stammzellen

Hinsichtlich des Potenzials embryonaler Stammzellen muss man grundsätzlich zwischen dem Potenzial dieser Zellen im Hinblick auf die Grundlagenforschung sowie im Hinblick auf die medizinische Forschung unterscheiden.

In der Grundlagenforschung sind humane embryonale Stammzellen wichtig, um die äußerst komplexen Differenzierungsvorgänge in der frühen Embryonalentwicklung zu verstehen. Dies ist nicht nur für den reinen Erkenntnisgewinn der Forschung notwendig. Auch das Verständnis für die Entstehung und Entwicklung von Krankheiten, insbesondere von Tumorerkrankungen, lässt sich durch die Forschung mit embryonalen Stammzellen beleuchten.

Außerdem sind embryonale Stammzellen geeignet, um Krankheiten quasi in die Kulturschale zu holen. Gerade für seltene Erkrankungen gibt es häufig keine geeigneten Tiermodelle oder etablierte Zellkulturverfahren, mit denen der Krankheitsmechanismus oder eine medikamentöse Therapie untersucht werden können.

Ersatz für geschädigte Zellen

Für den Einsatz in der klinischen Medizin sind Stammzellen vor allem dort interessant, wo geschädigte oder defekte Zellen ersetzt werden sollen und keine anderen geeigneten Zelltypen zur Verfügung stehen. Viele Organsysteme besitzen keine eigenen und leicht zu isolierenden Stammzellen. Aus diesem Grund müsste für eine Zellersatztherapie auf Stammzellen, die zuvor im Labor bearbeitet wurden, zurückgegriffen werden. Dies würde zum Beispiel für den Morbus Parkinson (Verlust von Dopamin-bildenden Zellen im Gehirn), für den Diabetes mellitus Typ-1 (Verlust von Insulin-bildenden Zellen) oder für den Zellersatz in Organen, wie nach einem Herzinfarkt bzw. einem Schlaganfall oder beim akuten Leberversagen zutreffen. Grosse Hoffnungen werden auch in neue Behandlungskonzepte für Querschnittslähmungen gesetzt, wo Zellen generiert werden sollen, um durchtrennte Nervenfasern wieder funktionell ersetzen zu können.

Therapien bislang nur bei Tieren

Chancen auf Linderung oder sogar Heilung bisher nicht adäquat behandelbarer Erkrankungen durch embryonale Stammzellen standen anfangs im Fokus der bioethischen Diskussion. Grundsätzlich sind allerdings bis heute Zellersatztherapien mit embryonalen Stammzellen lediglich im Tiermodell durchgeführt worden.

 

Embryonale Stammzellen können in der Zellkultur aber heute schon in verschiedenste Zellen des Organismus differenziert werden: beispielsweise in Herzmuskelzellen, in Nervenzellen, oder in Insulin-produzierende Zellen. Durch eine solche gezielte Differenzierung können diesen Zelltypen für Untersuchungen (etwa zum besseren Verständnis entsprechender Krankheiten oder zum Testen neuer Medikamente) verwendet werden.

Noch zu viele undifferenzierte Stammzellen

Zukünftig hofft man, entsprechend differenzierte Zellen aus zur Transplantation einsetzen zu können, wenn die Patienten-eigenen Zellen durch Krankheit oder Verletzungen geschädigt wurden. Derzeit besteht bei der Zellsatztherapie mit embryonalen Stammzellen jedoch noch das Problem, dass nicht alle Zellen gleichermaßen in den gewünschten Zelltyp gebracht (differenziert) werden und sich unter den ausdifferenzierten Zellen noch ursprüngliche, undifferenzierte Stammzellen befinden.

 

Transplantiert man undifferenzierte embryonale Stammzellen in einen Organismus, so bilden sich Keimzell-Tumore, so genannte Teratome, die Zellen aller drei Keimblätter bis hin zu Zahnanlagen haben können. Dies beweist zwar deren Pluripotenz, zeigt aber auch, dass sie für klinische Anwendungen so noch nicht verwendbar sind. Für einen erfolgreichen klinischen Einsatz sind aus diesem Grunde zuvor höchst effektive Selektionsstrategien zu entwickeln, die bewirken, dass die transplantierten Zellen ausschließlich aus dem gewünschten Zelltyp bestehen.

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