Bei Säugetieren gibt es zwei Haupttypen von Stammzellen:
- Embryonale Stammzellen, isoliert aus der inneren Zellmasse von Blastozysten in der frühen Embryonalentwicklung
- Adulte Stammzellen, die in verschiedenen vollständig entwickelten Geweben von Säugetieren vorkommen.
In erwachsenen Organismen fungieren Stamm- und Vorläuferzellen als Reparatursystem und regenerieren reifes Gewebe.
In einem sich entwickelnden Embryo haben Stammzellen die Aufgabe, sich in alle spezialisierten Zellen - Ektoderm, Endoderm und Mesoderm (induzierte pluripotente Stammzellen) - zu differenzieren und den normalen Umsatz regenerativer Organe wie Blut, Haut oder Gewebe aufrechtzuerhalten.
Beim Menschen gibt es drei zugängliche Quellen für Stammzellen, die entnommen und in andere Bereiche desselben Organismus (allogen) transplantiert werden können: Knochenmark, Fettgewebe und Blut. Stammzellen können auch aus dem Nabelschnurblut des Babys entnommen werden Geburt Von allen Stammzelltherapien trägt die allogene Gewinnung insgesamt den niedrigsten Risikoindex.
Adulte Stammzellen werden in verschiedenen medizinischen Therapien wie der Knochenmarktransplantation verwendet. Heute können sie auch künstlich kultiviert und in spezialisierte zytologische Typen mit Eigenschaften, die denen verschiedener Gewebe wie Muskeln oder Nerven entsprechen, umgewandelt (differenziert) werden. Als potenzielle Kandidaten wurden auch embryonale Zelllinien und allogene embryonale Stammzellen vorgeschlagen, die durch somatischen Zelltransfer oder Differenzierung erzeugt wurden.
Die Stammzellforschung entstand in den 1960er Jahren aus den Entdeckungen von Ernest A. McCulloch und James E. Till an der University of Toronto.
und produziert zwei Stammzellen, die mit dem Original identisch sind.
Auf diese Weise bleibt die Anzahl der Stammzellen konstant.
Bedeutung von Stammzellpluripotenz
Pluripotenz gibt das Differenzierungspotential der Stammzelle an, also das Potential, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren.
- Totipotente (alias omnipotente) Stammzellen können sich sowohl in embryonale als auch in extraembryonale Zelltypen differenzieren. Diese Zellen können einen vollständigen und funktionsfähigen Organismus aufbauen. Sie entstehen durch die Verschmelzung einer Eizelle und einer Samenzelle. Totipotent sind auch die Zellen, die bei der ersten Teilung der befruchteten Eizelle entstehen
- Pluripotente Stammzellen sind die Nachkommen der totipotenten Zellen und können sich in fast jede Zelle differenzieren, die aus jedem der drei Keimblätter stammt
- Multipotente Stammzellen können sich nur in Zelltypen aus der eng verwandten Familie differenzieren
- Oligopotente Stammzellen können sich nur in bestimmte Zelltypen wie lymphoide oder myeloische Stammzellen differenzieren
- Unipotente Zellen können nur einen Zelltyp produzieren, ihren eigenen, aber sie verfügen über die Eigenschaft der Selbsterneuerung, die sie von Nicht-Stammzellen (z. B. Vorläuferzellen, die sich nicht selbst erneuern können) unterscheidet.
Identifizierung von Stammzellen
In der Praxis werden Stammzellen anhand ihrer Fähigkeit zur Geweberegeneration identifiziert. Zum Beispiel ist der Definitionstest für Knochenmark - hämatopoetische Stammzellen (HSC) - die Fähigkeit, Zellen zu transplantieren, um eine Person zu retten, die ohne sie ist. Dies zeigt, dass diese Zellen auf Dauer kontinuierlich neue Einheiten produzieren können. Es sollte auch möglich sein, Stammzellen von einem transplantierten Individuum zu einem anderen zu isolieren, ohne die Fähigkeit der Stammzelle zur Selbsterneuerung nachzuweisen.
Die Eigenschaften von Stammzellen können auch in vitro mit Methoden wie dem „klonogenen Assay“ exponiert werden, bei dem einzelne Zellen auf ihre Fähigkeit zur Differenzierung und Selbsterneuerung untersucht werden. Stammzellen können auch durch Erkennen von Zelloberflächenmarkern isoliert werden. In-vitro-Kulturbedingungen können jedoch das Verhalten von Zellen verändern, was es schwierig macht, vorherzusagen, wie sie in vivo wirken. Es gibt immer noch erhebliche Debatten darüber, ob einige adulte Zellpopulationen Stammzellen sind oder nicht.
des Patienten könnte auf die implantierten Zellen abzielen. Eine sinnvolle Möglichkeit, diese letzte Möglichkeit zu umgehen, besteht darin, die Stammzellen desselben zu behandelnden Patienten zu verwenden.
Darüber hinaus könnte die Pluripotenz einiger Stammzellen es schwierig machen, den spezifischen benötigten Zelltyp zu erhalten. Komplikationen nehmen auch zu, weil sich nicht alle Zellen in einer Population einheitlich differenzieren. Die Undifferenzierten können Stoffe herstellen, die sich vom Ziel unterscheiden.
Einige Stammzellen können nach einer Transplantation zu echten Tumoren führen; Pluripotenz ist mit diesen Veränderungen insbesondere im Hinblick auf induzierte embryonale, fetale und pluripotente Stammzellen verbunden. Ausreichend fetale Stammzellen können trotz Multipotenz Tumore bilden.
Es laufen verschiedene Forschungen zur Entwicklung von Stammzellen und zu ihrer Anwendung bei der Behandlung von: neurodegenerativen Erkrankungen, Diabetes, Herzerkrankungen und anderen Krankheiten, Stammzellen, die ein "weiteres Verständnis der menschlichen Entwicklung, der Organogenese und der Modellierung menschlicher Krankheiten" ermöglichen würden.
Durch die Isolierung und Kultivierung embryonaler Stammzellen gab es dank der wachsenden Fähigkeit, Kerntransfer und Techniken zur Herstellung somatisch induzierter pluripotenter Stammzellen zu verwenden, zahlreiche Kontroversen im Zusammenhang mit menschlichen Abtreibungen und Klonen.
Die durch bestimmte Wirkstoffe induzierte Hepatotoxizität und Leberschädigung sind für eine beträchtliche Anzahl von Fehlschlägen bei der Entwicklung neuer Medikamente und die daraus resultierende Rücknahme vom Markt verantwortlich, was die Notwendigkeit eines Screenings auf aus Stammzellen gewonnene Hepatozytenzellen unterstreicht, die in der Lage wären, Frühzeitige Arzneimitteltoxizität erkennen, wodurch erweiterte Tests reduziert werden.
