Embryonale Stammzellen sind die „Alleskönner“ unter den Zellen. Aus ihnen können sich Herzgewebe, Haut- oder Hirnzellen entwickeln. Wissenschaftler setzen große Hoffnungen, mit embryonalen Stammzellen Krankheiten heilen und Gewebe zur Transplantation züchten zu können. Ethisch ist die Stammzellenforschung allerdings umstritten.
Normale Körperzellen haben eine ganz bestimmte Aufgabe, man sagt, sie sind differenziert. Sie können sich nicht spontan zu anderen Zelltypen entwickeln - aus Leberzellen lässt sich keine Herzklappe züchten. Anders Stammzellen: Sie sind undifferenziert und können sich zu allen erdenklichen menschlichen Zellen weiterentwickeln. Wissenschaftler hoffen daher, aus Stammzellen natürliche Herzklappen züchten zu können oder sie zum Beispiel bei der Therapie von Parkinson einzusetzen: Die Stammzellen sollen hier das abgestorbene Hirngewebe ersetzen.
Die Alleskönner im menschlichen Körper
Zu Beginn der Embryonalentwicklung, wenn die Eizelle sich ein- bis dreimal geteilt hat, kann aus jeder Zelle des Embryos sogar noch ein vollständiger Mensch werden. Diese embryonalen Zellen nennt man totipotent, „allentwicklungsfähig“. Sie behalten ihre Entwicklungsfähigkeit, bis der Embryo nach der vierten Zellteilung aus mehr als acht Zellen besteht. Laut Embryonenschutzgesetz gelten sie Embryonenschutzgesetz auch als Embryonen, also als werdende Menschen. Entnahme und Verwendung sind in Deutschland verboten.
Auch im erwachsenen Körper gibt es Stammzellen. Diese kommen zum Beispiel im Knochenmark, in geringer Menge im Blut oder auch im Nabelschnurblut vor. Diese so genannten adulten (erwachsenen) Stammzellen können sich im Vergleich mit embryonalen Stammzellen nur begrenzt vermehren und entwickeln.
So gewinnt man embryonale Stammzellen
Embryonale Stammzellen sind pluripotent, also „viel-entwicklungsfähig“. Gewonnen werden sie auf drei unterschiedliche Arten:
- Aus Embryonen, die bei einer künstlichen Befruchtung übrig geblieben sind. Bei einer künstlichen Befruchtung werden zumeist mehr Embryonen erzeugt, als die Frau letztlich austragen kann; die übrigen Embryonen werden eingefroren gelagert. In der Stammzellenforschung könnten sie weitere Verwendung finden. Dabei entnimmt man die Zellen der so genannten Blastozyste. Das ist ein vier bis siebe Tage alter Embryo, der aus einer äußeren Hülle und einer inneren Zellmasse, den Stammzellen, besteht – insgesamt etwa 150 bis 200 Zellen. Im Mutterleib nistet sich ein Embryo im Blastozysten-Stadium um den fünften Tag der Schwangerschaft herum in die Gebärmutter ein. In späteren Entwicklungsstadien sind fast alle Zellen bereits zu sehr spezialisiert und nicht mehr für die Forschung geeignet.
Die Entnahme der Zellen "tötet" allerdings den Embryo – es gibt auch schonendere Verfahren, bei denen der Embryo theoretisch überleben könnte. Allerdings sieht es kein Wissenschaftler als vertretbar an, einen Embryo, dem man Zellen entnommen hat, noch zur Befruchtung zu verwenden. Beim Kind könnten später schwere Schädigungen auftreten.
In Deutschland ist diese Art der Stammzellengewinnung verboten; hier müssen einer Frau sogar alle befruchteten Eizellen eingesetzt werden. Nach dem Embryonenschutzgesetz darf ein Embryo nämlich nicht instrumentalisiert werden. Das bedeutet, er darf nicht für Zwecke verwendet werden, die nicht ihm selbst zu gute kommen. - Aus abgetriebenen Föten, denen man die Vorläuferzellen zu Ei- oder Samenzellen entnimmt (Keimzellen). In der Wissenschaft bezeichnet man diese Zellen als embryonale Keimzellen.
- Aus therapeutischem Klonen: Verkürzt ausgedrückt, wird einer entkernten Eizelle das Genmaterial eines Spenders eingesetzt, ein elektrischer Impuls regt die Verschmelzung an und die Zellen entwickeln sich zu Blastozysten. Durch therapeutisches Klonen gewonnenes Gewebe hätte den Vorteil, dass es genetisch mit dem Empfänger identisch ist, es also nicht zu Abstoßungen kommt. Bis jetzt funktioniert therapeutisches Klonen nur im Tierversuch. Embryonen herzustellen, die nicht für eine Befruchtung bestimmt sind, ist nach deutschem Recht ebenfalls nicht erlaubt.
Stand der Forschung
Bis jetzt steht die Forschung an embryonalen und adulten Stammzellen noch am Anfang. Noch ist nicht ganz klar, wie genau man Stammzellen dazu anregen kann, spezialisiertes Körpergewebe zu bilden. Neben Erfolgen gibt es auch Rückschläge: Immer wieder bilden sich in Tierversuchen mit Stammzellen Tumore. Zudem ist das aus embryonalen Stammzellen gewonnene Gewebe dem Körper des Empfängers genetisch fremd. Es können daher dieselben Abstoßungsreaktionen auftreten wie bei einer Organtransplantation.
Gerade in der jüngsten Forschung stellt sich heraus, dass adulte Stammzellen viel entwicklungsfähiger sind als früher angenommen. Wissenschaftlern ist es mittlerweile gelungen, adulte Stammzellen im Labor rückzuprogrammieren, sodass sie ihre ursprüngliche Entwicklungsfähigkeit wieder annehmen. Der Vorteil dieses Verfahrens: Patienten könnten körpereigenes Gewebe bekommen und es müsste kein Embryo getötet werden. Allerdings gibt es auch hier bisher nur Erfolge aus Tierversuchen. Wissenschaftler meinen, dass sie zur weiteren Erforschung der adulten Stammzellen auch embryonale Zelllinien benötigen.
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Bild: menschliche Stammzellen; Nissim Benvenisty, Wikimedia Commons, Creative Commons Attribution 2.5