Was du über Stammzellen wissen solltest

Stammzellen sind vor allem für ihr Potenzial bekannt, wissenschaftliche Ergebnisse zu liefern. Das macht sie so faszinierend.

Geschrieben und geprüft von dem Biotechnologen Alejandro Duarte.

Letzte Aktualisierung: 25. September 2022

Ständig hört man in Nachrichten oder Dokumentationen von Stammzellen. Doch was genau sind diese Zellen überhaupt und was macht sie so besonders?

Es gibt zwei charakteristische Eigenschaften, die sie von anderen Zellarten unterscheiden:

1. Sie sind selbsterhaltend. Das bedeutet, dass sie wiederum neue Stammzellen bilden können.
2. Sie können sich zu anderen Zellformen entwickeln.

Je nachdem, in wie viele verschiedene Zellarten sich eine Stammzelle weiterentwickeln kann, desto größer ist ihr Differenzierungspotenzial. Anhand dieser Eingenschaft können wir unterschiedliche Stammzellarten unterscheiden.

Was ist ein Differenzierungspotenzial?

Das Differenzierungspotenzial beschreibt die Fähigkeit, Form und Funktion einer bestimmten Zelle anzunehmen. Das passiert dann, wenn eine Stammzelle die genetischen Eigenschaften der Zelle übernimmt, die sie kopiert. Bei der Differenzierung verändern sich die Gene der Zelle und passen sich der gewünschten Funktion an.

Wenn alle Gene übernommen wurden, verwandelt sich die Stammzelle langsam in die neue Zelle. Nach einigen Zellteilungen ist die neue Zelle einsatzbereit.

Einteilung

Am häufigsten werden Stammzellen anhand ihres Differenzierungspotenzials in Gruppen eingeteilt.

Man unterscheidet zwischen vier Typen:

1. Totipotente Zellen. Diese Stammzellen haben das größte Differenzierungspotenzial. Sie sind in der Lage, einen ganzen Organismus inklusive der Urkeimzelle zu bilden, aus denen Placenta und Nabelbläschen bestehen. Die einzige totipotente menschliche Zelle ist die Zygote. Sie bildet sich, wenn ein Spermium die Eizelle befruchtet.
2. Pluripotente Zellen. Sie können zwar eine Urkeimzelle hervorbringen, aber keinen ganzen Organismus bilden. Eine pluripotente Zelle könnte sich beispielsweise zu einer Muskelfaser entwickeln oder zu einem Zahn.
3. Multipotente Zellen. Diese Zellen haben ein eingeschränktes Differenzierungspotenzial. Sie können sich beispielsweise zu Blut-, Nerven- oder Bindegewebszellen entwickeln. Multipotente Zellen bilden einschichtige Keimzellen. Eine auf Blutbildung spezialisierte multipotente Zelle kann rote oder weiße Blutkörperchen oder Blutplättchen bilden.
4. Unipotente Zellen. Sie können nur eine ganz bestimmte Zellform hervorbringen und haben das eingeschränkteste Differenzierungspotenzial. Ein Beispiel hierfür sind die epidermalen Stammzellen, die ausschließlich Hautzellen bilden können und sich in der äußeren Hautschicht befinden.

Welche Bedeutung haben Stammzellen für die Wissenschaft?

Für Medizin und Forschung sind Stammzellen besonders wichtig, weil sie so vielseitig sind. Sie bieten Wissenschaftlern eine gute Möglichkeit, mehr über die Rätsel des menschlichen Lebens zu erfahren.

Hier sind einige Beispiele:

• Sie helfen uns, Krankheiten und ihren Verlauf besser zu verstehen. In vielen Fällen wissen wir, was eine Krankheit verursacht. Beispielsweise wird Alzheimer durch eine Ansammlung bestimmter Eiweiße ausgelöst, die das Gehirn angreifen. Allerdings wissen wir nicht, wie genau die Krankheit verläuft: Wann genau tritt sie auf? Warum tritt sie auf? Wie beeinflusst sie die neuronalen Funktionen im Anfangsstadium der Krankheit? Dank der Stammzellenforschung könnten wir bald Antworten auf diese Fragen haben. Mithilfe von Stammzellen können Wissenschaftler den Verlauf von Alzheimer genau nachstellen und Aufschluss darüber bekommen, wie die Krankheit verläuft.
• Stammzellen können gesunde Zellen bilden, um kranke Zellen zu ersetzen. Dieses Vorgehen wird als “regenerative Medizin” bezeichnet und kann in vielen Fällen angewendet werden. Wenn zum Beispiel eine Person an schweren Verbrennungen leidet, muss sie eine Hauttransplantation bekommen. Ärzte verwenden dann Stammzellen aus der Haut des Patienten, um neue Haut herzustellen. So können sie die betroffenen Stellen abdecken und die Heilung tritt schneller ein.
• Sie zeigen die Wirksamkeit neuer Medikamente. Es ist bekannt, dass neue Medikamente viele Tests bestehen müssen, bevor sie zugelassen werden. Eine Möglichkeit, Medikamente zu testen, besteht in Versuchen an Menschen. Allerdings können Wissenschaftler mithilfe von Stammzellen eine Testumgebung schaffen, die der eines echten Menschen ähnelt. So vermeidet man das Risiko, Versuche an echten Menschen durchzuführen. Zum Beispiel werden neue Herzmedikamente an Herzgewebe getestet, das künstlich durch Stammzellen erzeugt wurde.