Stammzellen: Grundlagen und Differenzierungsgrade

Stammzellen sind die Grundbausteine des Lebens und faszinieren Wissenschaftler aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften. Diese besonderen Zellen besitzen die Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen zu entwickeln und spielen eine entscheidende Rolle in der Gewebeentwicklung und -regeneration.

Definition: Stammzellen sind undifferenzierte Zellen mit dem Potenzial, sich durch Differenzierung in verschiedene Zelltypen zu wandeln und so unterschiedliche Gewebetypen zu bilden. Sie sind noch nicht vollständig determiniert und können sich durch mitotische Teilung vermehren.

Die Stammzellen werden nach ihrem Differenzierungspotenzial in verschiedene Kategorien eingeteilt:

1. Totipotente Stammzellen: Diese Zellen, wie die befruchtete Eizelle, können sich zu allen Zellen im Körper differenzieren und einen vollständigen Organismus bilden.

2. Pluripotente Stammzellen: Nach den ersten Zellteilungen können sich diese Zellen zu allen Körperzellen differenzieren, aber keinen eigenen Organismus mehr bilden.

3. Multipotente Stammzellen: Hierzu gehören adulte Stammzellen, die sich zu verschiedenen Zellen innerhalb eines Gewebes differenzieren können.

4. Oligopotente Stammzellen: Diese können sich nur noch in einige wenige Zelltypen innerhalb eines Gewebes differenzieren.

5. Unipotente Stammzellen: Sie können sich nur in denselben Zelltyp differenzieren.

Highlight: Embryonale Stammzellen sind besonders interessant für die medizinische Forschung aufgrund ihres hohen Differenzierungspotenzials. Sie befinden sich nur in frühen Phasen der embryonalen Entwicklung, insbesondere in der Blastozyste.

Die Forschung an embryonalen Stammzellen verfolgt ambitionierte Ziele:

• Züchtung verschiedener Körperzellen in vitro
• Ersatz von geschädigtem Gewebe
• Entwicklung von Modellen zur Erforschung von Krankheiten

Allerdings ist die Embryonale Stammzellen Gewinnung ethisch umstritten, da der Embryo bei diesem Prozess stirbt. Als Alternative werden adulte Stammzellen multipotent erforscht, die in etwa 20 Organen erwachsener Organismen vorkommen. Sie dienen dem Ersatz verbrauchter Zellen und teilen sich nur bei Bedarf zur Geweberegeneration oder -reparatur.

Example: Bei der Teilung einer adulten Stammzelle entstehen eine neue Stammzelle und eine Tochterzelle, die sich weiter differenzieren kann.

Ein vielversprechender Ansatz in der Stammzellforschung ist die Entwicklung von induzierten pluripotenten Stammzellen. Hierbei werden normale Körperzellen durch das Einschleusen bestimmter Gene in pluripotente Stammzellen zurückprogrammiert. Dies geschieht durch komplexe epigenetische Prozesse wie Demethylierung, Histonmodifikation und den Einsatz von Restriktionsenzymen.