Stammzellen - Quelle 'ewigen Lebens'?

1. Die Zygote als Urstammzelle

Die befruchtete Eizelle (Zygote) ist quasi die Mutter aller Stammzellen. Da sie einen diploiden Chromosomensatz mit 46 Einzelchromosomen und somit alle genetischen Informationen enthält, um sich zu einem vollständigen Menschen mit seinen über 200

Zell-/Gewebetypen und seinen ca. 80.000.000.000.000 (80 Billionen) Einzelzellen zu entwickeln, nennt man sie totipotent: alleskönnerisch.

Diese Fähigkeit hat die Zygote allerdings nur drei Teilungen lang, bis zum achten Zellstadium. Bis dahin kann jede Tochterzelle allein einen kompletten Organismus aufbauen. Würde man durch technische Kunstgriffe in vitro die Tochterzellen und deren Tochterzellen usw. dazu bringen, entwicklungsbiologisch wieder von vorn, bei der Zygote anzufangen, könnte man theoretisch eine Unzahl identischer Individuen (Klone) herstellen, eineiige Unendlichlinge.

Nach § 8 Abs.1 Embryonenschutzgesetz (ESchG) gilt die totipotente Zelle als Embryo. Die Abspaltung einer totipotenten Zelle ist nach § 6 Abs. 1 ESchG als Klonen verboten.

Je nachdem, ob das Spermium aller Spermien, das in die stets mit einem X-Chromosom ausgestattete Eizelle eindringt, ein X- oder Y-Geschlechtschromosom ist, entwickelt sich entweder ein Mädchen (XX-Zygote) oder ein Junge (XY-Zygote).

2. Die Blastozyste im Forschungsvisier

Die Zygote reift in kurzer Zeit zur Blastozyste, einer mit Flüssigkeit und einem Stammzellen-Häufchen gefüllten Hohlkugel, die sich am siebten Tag nach der Befruchtung in die Gebärmutterschleimhaut einnistet. Nach weiteren sieben Tagen bilden sich Vorläufer von Rückenmark und Wirbelsäule. Erst jetzt steht fest, dass es nicht mehr zur Ausbildung von Mehrlingen kommen kann.

Die äußeren Zellen des Embryos und die Uteruszellen der Mutter verbinden sich und bilden später die Plazenta. Neuronale Vorläuferzellen entstehen, die allerdings noch keine Signale empfangen und aussenden können.

Nach zwei Monaten, wenn die Gliedmaßen gut erkennbar sind, beginnt die Fetalzeit. Der Fötus ähnelt einem elektrischen Netzwerk, nur dass die Signale nicht aus Elektronen, sondern aus interaktiven Biomolekülen bestehen.

In der 24.-26. Woche, die meisten Zellen sind an ihrem Platz und in Bereitschaft, vernetzen sich die Neuronen und beginnen ihr komplexes ‚Kommunikations-Konzert‘. Geburtsstunde des Neokortex und eines menschenähnlichen Bewusstseins. (Silver 1997) Man sollte dieses Faktum bei Diskussionen über embryonale Stammzellen berücksichtigen.

Im siebten Monat besitzen die Organe volle Funktionsfähigkeit, wichtige Steuerungszentren im Gehirn reifen heran. Nach ca. 270 Tagen erfolgt die Geburt eines neuen Menschen.

Im Stadium der Blastozyste haben die Zellen ihre Totipotenz bereits verloren. Würde ihr eine Zelle entnommen und künstlich vermehrt, könnte sich daraus kein vollständiger Mensch mehr entwickeln.

Das forscherische Interesse nun liegt auf den embryonalen Stammzellen im Inneren der Blastozyste. Sie sind extrem vielseitig und können alle menschlichen Zell- und Gewebstypen ausbilden. Man nennt sie pluripotent.

Aus diesen Zellen können schon heute in vitro funktionsfähige Muskel-, Nerven- und andere Zellen gezüchtet werden. Nervenzellen aus der Retorte haben wie die originären im Organismus die Fähigkeit, elektrische und biochemische Signale weiterzuleiten. Gezüchtete Herzmuskelzellen zeigen unter dem Forschungs-Mikroskop kontinuierliche Kontraktionen – Grundlage für den Herzschlag im Körper.

3. Embryonale und adulte Stammzellen

Der Pluripotenz und uneingeschränkten Teilungsfähigkeit embryonaler Stammzellen steht ein wesentlicher Nachteil gegenüber: Sie werden, wie gespendete Organe, vom Empfänger mit großer Wahrscheinlichkeit abgestoßen. Überdies stellt sich die Frage der Ethik. www.nationalerethikrat.de

www.medizinundgewissen.de,

www.genewatch.org)

Beide Problembereiche bestehen bei adulten Stammzellen, die anders als embryonale ihre Funktionsspezialisierung bereits gefunden haben und aus dem Körper schon geborener Menschen gewonnen werden, nicht.

Adulte Stammzellen sind allerdings weder toti- noch pluripotent, noch beliebig teilungsfähig. Sie können sich prinzipiell nicht mehr in alle, sondern nur noch in einige menschliche Zelltypen verwandeln und sie stehen in natürlicher Form nur in begrenzter Menge zur Verfügung. Man nennt sie multipotent. Manche sind gar nur unipotent, entwickeln sich exklusiv in einen einzigen speziellen Zelltyp. Etwa die unipotenten Stammzellen der Spermien in den Hoden.

4. Autologe und allogene Stammzellen

Alle Zellen des menschlichen Körpers tragen Oberflächenmarker, an denen das Immunsystem erkennt, ob es sich um eigenes oder fremdes Material handelt. Man unterscheidet sechs Hauptmarker, bei den Blutzellen ‚Human Lymphozyte Antigens‘, kurz: HLA genannt.

Das durch autopoietische Blutzellen-Regeneration funktionstüchtig gehaltene Immunsystem sorgt dafür, dass die im eigenen Organismus stets präsenten Mikro-Aliens nicht die Oberhand gewinnen und die menschliche DNA nach Gutdünken umprogrammieren. Da der genetische Code bei Menschen, Tieren, Pflanzen, Bakterien und Viren grundsätzlich identisch ist, würden wir ohne Immunabwehr permanent mutieren, also gar nicht existieren.

Was auf der einen Seite Schutz und Sicherheit bedeutet, konterkariert auf der anderen Seite den Transplantationserfolg von Zellen, Gewebe und Organen. Ob allogene (nicht-eigene) Stammzellen, Spender-Herz oder Spender-Niere: Der Empfänger-Organismus behandelt sie wie Schädlinge, greift sie an und schaltet sie aus. Sowohl bei Xenotransplantationen von Tier zu Mensch als auch bei Allotransplantationen von Mensch zu Mensch wird deshalb mit Immunsuppressiva gearbeitet, die das Immunsystem des Empfängers aufnahmewillig machen sollen. Ungünstigerweise öffnet die Schwächung der Immunabwehr Viren und Bakterien Tür und Tor.

Dass adulte Stammzellen nicht abgestoßen werden, stimmt cum grano salis nur dann, wenn es sich nicht um allogene (fremde), sondern um autologe (körpereigene) Stammzellen handelt oder wenn die sechs Hauptmarker der Spender- und Empfänger-Zellen ganz oder größtenteils übereinstimmen, was in der Familie und nahen Verwandtschaft der Fall ist.

Aber selbst bei 100%-igem HLA-matching können immer noch Komplikationen, auch langfristiger Art, auftreten. Dennoch dokumentierte die medizinische Praxis den Erfolg familieninterner Stammzell-Transplantationen bereits vor Jahren:

- In den Niederlanden wurde ein 32-jähriger Mann durch die Nabelschnurblut-Stammzellen seiner Tochter von Leukämie geheilt.
- Baby rettet todkranken Bruder, hieß es in der Münchener Abendzeitung vom 7. Juni 2001. In der hiesigen Universitätsklinik war ein sechsjähriger, an Blutkrebs erkrankter Junge, durch Übertragung von Nabelschnurblut-Stammzellen seines neugeborenen Brüderchens gerettet worden.
- Von einem ähnlichen Fall berichtete am 25. März 2002 Tiara M. Ellis in The Dallas Morning News: >Stem cells from brother’s umbilical cord may save boy’s life<.

Die >Human Fertilisation and Embryology Authority< (HEFA) - sie regelt in Großbritannien alle Fragen bezüglich In-vitro-Fertilisation (IVF) und Präimplantations-Diagnostik - hat vor einigen Jahren erstmalig einem Ehepaar aus Leeds die Erlaubnis erteilt, ein menschliches Embryo zu schaffen, dessen Nabelschnurblut-Stammzellen einem an Thalassaemia major leidenden Geschwisterkind helfen sollten, das ansonsten gestorben wäre, weil kein

geeigneter Spender zu finden war.

Kritiker befürchteten, die HEFA-Entscheidung könnte leicht zur Massenproduktion von Designer-Babys führen. Der Vorsitzende der Arbeitsgruppe Bioethik im Europäischen Parlament, Dr. Peter Liese, sprach von einem „weiteren schlimmen Dammbruch bei der Anwendung der Gentechnik in Europa.“

5. Bioreaktoren

Schuldgefühle, weil sie dem unmündigen Säugling seine lebensversichernden Stammzellen weggenommen haben, müssen Familienangehörige nicht mehr haben, seit im Sommer 2001 im Forschungszentrum Jülich (www.fz-juelich.de) sogenannte Bioreaktoren vorgestellt wurden, die nicht nur die unbegrenzte Vermehrung von adulten Stammzellen ermöglichen, sondern darüber hinaus eine Steuerung ihrer Funktionen. Auch bereits eingelagerte Zellkulturen können von der technischen Innovation profitieren.

Im Bioreaktor befinden sich kleine poröse Eiweiß-Kugeln, in deren Hohlräumen die Stammzellen wie in den Nischen des Knochenmarks gedeihen können. Geerntet wird durch einfaches Hinzugeben eines Enzyms, das die Kugeln auflöst. Übrig bleiben die wertvollen Stammzellen.

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