Stammzelle

Stammzellen sind unpolarisierte Zellen mit der Fähigkeit zur Selbstvermehrung und zur Differenzierung in verschiedene spezialisierte Zelltypen. Sie spielen eine zentrale Rolle in der Entwicklung, der Gewebereparatur und der Erhaltung von Geweben im Erwachsenenalter.

Je nach Differenzierungsgrad unterscheidet man totipotente, pluripotente, multipotente und unipotente Stammzellen. Totipotente Zellen können alle Zelltypen des Körpers und die Plazenta bilden (in der Frühentwicklung). Pluripotente Zellen entwickeln sämtliche Zellarten des Körpers, jedoch nicht die Plazenta. Multipotente Zellen unterscheiden sich in eine begrenzte Zahl verwandter Zellarten. Unipotente Zellen können sich im Allgemeinen nur zu einem Zelltyp differenzieren, behalten aber oft noch Reproduktionsfähigkeiten.

Quellen der Stammzellen sind embryonale Stammzellen aus frühem Embryonalgewebe, adulte Stammzellen in Geweben wie Knochenmark, Fettgewebe oder Gehirn sowie induzierte pluripotente Stammzellen (iPS), die aus reprogrammierten somatischen Zellen hergestellt werden können. Die Differenzierungspotenziale hängen auch von der Nische ab – dem mikroumgebenden Zellmilieu und Signalen, das die Zellen steuert.

In der Medizin stehen Stammzellen für Therapien und Forschung im Mittelpunkt. Anwendungen umfassen Knochenmarktransplantationen, regenerative Therapien, Gewebeersatz, Krankheitsmodelle und die Entwicklung neuer Medikamente. Ethik und Recht betreffen insbesondere embryonale Stammzellen, da deren Gewinn aus Embryonen potenziell zu ethischen Fragen führt.

Herausforderungen sind die kontrollierte Steuerung der Differenzierung, Sicherheit, das Risiko von Tumorbildungen, Immunreaktionen sowie technische Fragen zur Standardisierung und Langzeitwirksamkeit.

Historisch markierten Arbeiten von James Till und Ernest McCulloch in den 1960er Jahren den Ursprung der modernen Stammzellforschung; seitdem hat sich das Feld rasant weiterentwickelt.