Stammzelle

Englisch: stem cell

Definition

Als Stammzellen bezeichnet man Zellen, die keine oder nur geringe Differenzierung aufweisen und damit noch nicht auf ihre Funktion im späteren Organismus festgelegt (Determination) sind. Aus Stammzellen können durch mitotische Teilung weitere Stammzellen oder durch Differenzierung spezialisierte Zellen hervorgehen.

Systematik

Man unterscheidet zwei zentrale Formen von Stammzellen, die nach ihrer Herkunft klassifiziert werden. Während die meisten Organismen auch im adulten Stadium sogenannte adulte Stammzellen aufweisen, werden im allgemeinen Sprachgebrauch häufig die embryonalen Stammzellen mit dem Begriff "Stammzellen" bezeichnet. Adulte und embryonale Stammzellen unterscheiden sich neben ihrem Vorkommen vor allem auch im Differenzierungsgrad. Bezüglich Ihrer Möglichkeit, sich in verschiedene Zelltypen differenzieren zu können, kann man die Stammzellen unterteilen in:

omnipotente (totipotente) Stammzellen
pluripotente Stammzellen
multipotente Stammzellen
oligopotente Stammzellen

Normale teilungsfähige Körperzellen sind hingegen unipotent, können also nur Zellen des gleichen Zelltyps bilden.

Adulte Stammzellen

Während der gesamten Lebenszeit eines mehrzelligen Organismus lassen sich sogenannte adulte Stammzellen nachweisen. Man findet sie z.B. in den Organen, im Knochenmark, aber auch in der Nabelschnur. Sie können sich nicht mehr so frei spezialisieren wie embryonale Stammzellen und haben die Funktion, zugrundegegangenes Gewebe zu ersetzen, indem sie sich zu Zellen dieses Gewebes differenzieren (Reparatur). Damit verlieren sie gegebenenfalls ihre Fähigkeit zur Teilung, können aber gewebespezifische Aufgaben erfüllen. Adulte Stammzellen haben typischerweise nicht mehr die Fähigkeit, sich in beliebige Gewebe zu differenzieren, sondern gegebenenfalls nur noch in verschiedene Zellarten eines Gewebes. Sie werden daher als multipotent bezeichnet.

Beispiele für adulte Stammzellen sind:

Embryonale Stammzellen (ES-Zellen)

Embryonale Stammzellen kann man in zwei Typen unterteilen:

Stammzellen, die nur im Blastomerenstadium bis zur ersten Furchung existieren: Aus diesen Zellen entwickeln sich später alle Zellformen des entstehenden Lebewesens. Man nennt sie deshalb "omnipotent" bzw. "totipotent". Zu den totipotenten Stammzellen gehört demnach natürlich auch die befruchtete Eizelle.
Stammzellen aus den Blastozysten-Stadien bezeichnet man als pluripotent. Aus ihnen können sich in der Regel immer noch alle Arten von Körperzellen der Hauptgewebetypen (endodermal (Wandzellen des Verdauungstraktes), mesodermal (Muskeln, Knochen, Blutzellen) und ektodermal (Hautzellen und Nervengewebe)) differenzieren, aber keine Teile der Plazenta mehr. Man unterscheidet zwischen:
- den eigentlichen ES-Zellen aus der inneren Zellmasse (Embryoblast) der Blastozyste
- EG-Zellen (Embryonal Gonad)
- EC-Zellen (Embryonal Carcinoma)

Ethische Erwägungen

Die Verwendung embryonaler Stammzellen in der Forschung und Medizin ist ethisch umstritten, da zu ihrer Gewinnung so genannte destruktive Embryonenforschung, also die Tötung des Embryos, erforderlich ist. Allerdings ist die Tabuisierung der Stammzellforschung ebenso fragwürdig, da sie unter Umständen den therapeutischen Fortschritt verhindert.

Pflanzen

Auch Pflanzen besitzen Stammzellen. Diese befinden sich an der Spitze des Sprosses im so genannten Apikalmeristem sowie an den Wurzelspitzen im Wurzelmeristem. Im Gegensatz zu tierischen und menschlichen Zellen besitzen bei Pflanzen jedoch praktisch alle Zellen die Fähigkeit einen kompletten Organismus zu regenerieren.