Stammzellenforschung

Einsatzmöglichkeiten von Stammzellen

Da Stammzellen die Fähigkeit haben, sich in verschiedene andere Zelltypen zu verwandeln, glauben Wissenschaftler, dass sie für die Behandlung und das Verständnis von Krankheiten nützlich sein können. Laut der Mayo Clinic können Stammzellen verwendet werden für:

• Züchten neuer Zellen in einem Labor, um beschädigte Organe oder Gewebe zu ersetzen
• Korrigieren Sie Teile von Organen, die nicht richtig funktionieren
• Erforschung der Ursachen genetischer Defekte in Zellen
• erforschen, wie Krankheiten entstehen oder warum sich bestimmte Zellen zu Krebszellen entwickeln
• neue Medikamente auf Sicherheit und Wirksamkeit testen

Arten von Stammzellen

Es gibt verschiedene Arten von Stammzellen, die für unterschiedliche Zwecke verwendet werden können.

Embryonische Stammzellen

Embryonale Stammzellen stammen von menschlichen Embryonen, die drei bis fünf Tage alt sind. Sie werden während eines Prozesses namens In-vitro-Fertilisation geerntet. Dabei wird ein Embryo in einem Labor statt im weiblichen Körper befruchtet. Embryonale Stammzellen werden als pluripotente Stammzellen bezeichnet. Aus diesen Zellen kann praktisch jeder andere Zelltyp im Körper entstehen.

Nicht-embryonale (erwachsene) Stammzellen

Adulte Stammzellen haben einen irreführenden Namen, denn sie kommen auch bei Säuglingen und Kindern vor. Diese Stammzellen stammen aus entwickelten Organen und Geweben im Körper. Sie werden vom Körper verwendet, um beschädigtes Gewebe in demselben Bereich zu reparieren und zu ersetzen, in dem sie sich befinden.

Beispielsweise sind hämatopoetische Stammzellen eine Art adulter Stammzellen, die im Knochenmark vorkommen. Sie bilden neue rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und andere Arten von Blutkörperchen. Ärzte führen seit Jahrzehnten Stammzelltransplantationen, auch Knochenmarktransplantationen genannt, mit hämatopoetischen Stammzellen durch, um bestimmte Krebsarten zu behandeln.

Adulte Stammzellen können sich nicht in so viele andere Zelltypen differenzieren wie embryonale Stammzellen.

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs)

Wissenschaftler haben kürzlich entdeckt, wie man adulte Stammzellen in pluripotente Stammzellen umwandelt. Diese neuen Zelltypen werden induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) genannt. Sie können sich in alle Arten von spezialisierten Zellen im Körper differenzieren. Das bedeutet, dass sie potenziell neue Zellen für jedes Organ oder Gewebe produzieren können. Um iPSCs herzustellen, programmieren Wissenschaftler die adulten Stammzellen genetisch so um, dass sie sich wie embryonale Stammzellen verhalten.

Der Durchbruch hat einen Weg geschaffen, die Stammzellen zu „entdifferenzieren“. Dies kann sie nützlicher machen, um zu verstehen, wie sich Krankheiten entwickeln. Wissenschaftler hoffen, dass die Zellen aus der eigenen Haut einer Person hergestellt werden können, um eine Krankheit zu behandeln. Dadurch wird verhindert, dass das Immunsystem ein Organtransplantat abstößt. Es wird geforscht, um Wege zur sicheren Herstellung von iPSCs zu finden.

Nabelschnurblut-Stammzellen und Fruchtwasser-Stammzellen

Stammzellen aus Nabelschnurblut werden nach der Geburt aus der Nabelschnur gewonnen. Sie können für die zukünftige Verwendung in Zellbanken eingefroren werden. Diese Zellen wurden erfolgreich zur Behandlung von Kindern mit Blutkrebs wie Leukämie und bestimmten genetischen Blutkrankheiten eingesetzt.

Stammzellen wurden auch im Fruchtwasser gefunden. Dies ist die Flüssigkeit, die ein sich entwickelndes Baby im Mutterleib umgibt. Es ist jedoch mehr Forschung erforderlich, um die potenziellen Verwendungen von Fruchtwasser-Stammzellen zu verstehen.

Kontroverse um die Stammzellenforschung

Adulte Stammzellen werfen keine ethischen Probleme auf. In den letzten Jahren gab es jedoch Kontroversen darüber, wie menschliche embryonale Stammzellen gewonnen werden. Bei der Entnahme embryonaler Stammzellen wird der Embryo zerstört. Dies wirft ethische Bedenken für Menschen auf, die glauben, dass die Zerstörung eines befruchteten Embryos moralisch falsch ist.

Gegner glauben, dass ein Embryo ein lebender Mensch ist. Sie glauben nicht, dass die befruchteten Eizellen für Forschungszwecke verwendet werden sollten. Sie argumentieren, dass der Embryo die gleichen Rechte haben sollte wie jeder andere Mensch und dass diese Rechte geschützt werden sollten.

Befürworter der Stammzellforschung hingegen glauben, dass die Embryonen noch keine Menschen sind. Sie stellen fest, dass die Forscher die Zustimmung des Spenderpaares erhalten, dessen Eizellen und Spermien zur Erzeugung des Embryos verwendet wurden. Befürworter argumentieren auch, dass die befruchteten Eizellen, die bei der In-vitro-Fertilisation entstehen, ohnehin verworfen würden, damit sie besser für die wissenschaftliche Forschung verwendet werden könnten.

Mit der bahnbrechenden Entdeckung von iPSCs könnte der Bedarf an menschlichen Embryonen in der Forschung geringer werden. Dies kann dazu beitragen, die Bedenken derjenigen zu zerstreuen, die gegen die Verwendung von Embryonen für die medizinische Forschung sind. Wenn iPSCs jedoch das Potenzial haben, sich zu einem menschlichen Embryo zu entwickeln, könnten Forscher theoretisch einen Klon des Spenders erstellen. Dies stellt eine weitere ethische Frage dar, die es zu berücksichtigen gilt. Viele Länder haben bereits Gesetze erlassen, die das Klonen von Menschen effektiv verbieten.

Bundesverordnung über die Stammzellforschung

In den Vereinigten Staaten hat sich die Bundespolitik in Bezug auf die Stammzellenforschung im Laufe der Zeit weiterentwickelt, da verschiedene Präsidenten ihr Amt angetreten haben. Es ist wichtig zu beachten, dass keine Bundesverordnung die Stammzellforschung in den Vereinigten Staaten jemals ausdrücklich verboten hat. Vielmehr haben Vorschriften der öffentlichen Finanzierung und Verwendung Beschränkungen auferlegt. Einige Staaten haben jedoch die Erzeugung oder Zerstörung menschlicher Embryonen für die medizinische Forschung verboten.

Stammzellenpolitik unter Ex-Präsident George W. Bush

Im August 2001 billigte der frühere Präsident George W. Bush ein Gesetz, das Bundesmittel für begrenzte Forschung an embryonalen Stammzellen bereitstellen würde. Eine solche Forschung musste jedoch die folgenden Kriterien erfüllen:

• Der Ernteprozess, der die Zerstörung des Embryos beinhaltet, wurde am 9. August 2001 vor 21 Uhr begonnen.
• Die Stammzellen wurden aus einem Embryo gewonnen, der zu Fortpflanzungszwecken geschaffen wurde und nicht mehr benötigt wurde.
• Für die Spende des Embryos wurde eine informierte Zustimmung eingeholt, und die Spende war nicht mit einer finanziellen Belohnung verbunden.

Stammzellpolitik unter Präsident Barack Obama

Im März 2009 widerrief Präsident Barack Obama die Erklärung des ehemaligen Präsidenten Bush und veröffentlichte die Executive Order 13505. Die Verordnung hob die Beschränkungen der Bundesfinanzierung für die Stammzellenforschung auf. Dies ermöglichte es den National Institutes of Health (NIH), mit der Finanzierung von Forschung zu beginnen, die embryonale Stammzellen verwendet. Das NIH veröffentlichte dann Richtlinien, um die Politik festzulegen, nach der es die Forschung finanzieren würde. Die Richtlinien wurden geschrieben, um sicherzustellen, dass alle NIH-finanzierten Forschungen zu menschlichen Stammzellen moralisch verantwortlich und wissenschaftlich relevant sind.

Beispiele aus der Stammzellforschung

An Universitäten, Forschungseinrichtungen und Krankenhäusern auf der ganzen Welt wird an Stammzellen geforscht. Forscher konzentrieren sich derzeit darauf, Wege zu finden, um zu kontrollieren, wie sich Stammzellen in andere Zelltypen verwandeln.

Der Prozess der Zelldifferenzierung

Ein vorrangiges Ziel der Forschung an embryonalen Stammzellen ist es, herauszufinden, wie aus undifferenzierten Stammzellen differenzierte Stammzellen werden, die spezifische Gewebe und Organe bilden. Die Forscher interessieren sich auch dafür, wie dieser Differenzierungsprozess gesteuert werden kann.

Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler Methoden entwickelt, um den Prozess der Stammzellen zu manipulieren, um einen bestimmten Zelltyp zu erzeugen. Dieser Vorgang wird gerichtete Differenzierung genannt. Eine kürzlich durchgeführte Studie entdeckte auch die ersten Schritte bei der Umwandlung von Stammzellen in Gehirnzellen und andere Zelltypen. Weitere Forschungen zu diesem Thema sind im Gange.

Zellbasierte Therapien

Wenn Forscher einen zuverlässigen Weg finden, die Differenzierung embryonaler Stammzellen zu steuern, können sie die Zellen möglicherweise zur Behandlung bestimmter Krankheiten verwenden. Indem sie beispielsweise die embryonalen Stammzellen dazu bringen, sich in insulinproduzierende Zellen umzuwandeln, können sie die Zellen möglicherweise in Menschen mit Typ-1-Diabetes transplantieren.

Andere Erkrankungen, die möglicherweise mit embryonalen Stammzellen behandelt werden können, sind:

• traumatische Rückenmarksverletzung
• Schlaganfall
• schlimme Verbrennungen
• rheumatoide Arthritis
• Herzkrankheit
• Schwerhörigkeit
• Netzhauterkrankung
• Huntington-Krankheit
• Parkinson-Krankheit

Die kalifornische Stem Cell Agency stellt eine detaillierte Liste der Krankheitsprogramme und klinischen Studien zur Verfügung, die derzeit in der Stammzellenforschung durchgeführt werden. Beispiele für solche Projekte sind:

• Injektion modifizierter Stammzellen direkt in das Gehirn nach einem Schlaganfall
• Verwendung von Stammzellen, um beschädigte Zellen im Innenohr zu ersetzen, die Geräusche wahrnehmen, und hilft, das Gehör wiederherzustellen
• die Gene von Stammzellen zu verändern, um sie gegen Krankheiten wie AIDS resistent zu machen, und sie dann in Menschen mit der Krankheit einzusetzen
• die Kultivierung von Stammzellen, um die zerbrechlichen Knochen von Menschen mit Osteoporose zu reparieren

Mit Stammzellen neue Medikamente testen

Forscher verwenden differenzierte Stammzellen auch, um die Sicherheit und Wirksamkeit neuer Medikamente zu testen. Das Testen von Arzneimitteln an menschlichen Stammzellen eliminiert die Notwendigkeit, sie an Tieren zu testen.

Das wegnehmen

Die Stammzellenforschung hat das Potenzial, einen erheblichen Einfluss auf die menschliche Gesundheit zu haben. Es gibt jedoch einige Kontroversen um die Entwicklung, Verwendung und Zerstörung menschlicher Embryonen. Wissenschaftler können diese Bedenken möglicherweise zerstreuen, indem sie eine neue Methode anwenden, mit der adulte Stammzellen in pluripotente Stammzellen umgewandelt werden können, die sich in jeden Zelltyp verwandeln können. Damit würde die Verwendung embryonaler Stammzellen in der Forschung entfallen. Solche Durchbrüche zeigen, dass in der Stammzellforschung große Fortschritte erzielt wurden. Trotz dieser Fortschritte gibt es noch viel zu tun, bevor Wissenschaftler erfolgreiche Behandlungen durch Stammzellentherapie entwickeln können.