Induzierte pluripotente Stammzellen einfach erklärt

Montag, 4. März 2013

Die Sendung „Planet Wissen“ der Dritten WDR, SWR und BR beschäftigt sich mit Themen rund um Naturwissenschaft, Technik und Gesundheit.  Ende Januar drehte sich beim Thema „Stammzellen – Rohstoff für medizinische Wunder?“ alles um die medizinische Möglichkeiten von sogenannten induzierten pluripotentenStammzellen.

IPS-Zellen

 

 

 

 

 

 

 

 

Für ihre Arbeiten zur Umprogrammierung reifer Zellen in pluripotente Stammzellen wurden 2012 der britische Biologe John B. Gurdon und der Mediziner ShinyaYamanaka aus Japan mit dem Nobelpreis für Medizin geehrt. Wie funktioniert diese Umprogrammierung und wie können die so hergestellten Stammzellen medizinisch genutzt werden? Ein kleines Skribble erläutert den Prozess sehr einfach und anschaulich.

Sehr junge Stammzellen, wie sie in Embryonen oder auch im Nabelschnurblut Neugeborener zu finden sind, können sich in nahezu jede beliebige spezialisierte Körperzelle entwickeln, also beispielsweise in eine Muskel-, Haut- oder Nervenzelle. Diese Eigenschaft einer Stammzelle nennt man Pluripotenz.

Körperzellen weisen sehr spezifische Merkmale und Funktionen auf: Hautzellen zum Beispiel schützen uns vor Umwelteinflüssen wie Sonnenstrahlung, Nervenzellen transportieren Signale durch unseren Körper. Es herrscht sozusagen Arbeitsteilung.

Wissenschaftler wie Yamanaka können diese auf bestimmte Aufgaben spezialisierten Körperzellen wieder „verjüngen“ und sie damit wieder vom Spezialisten zum Generalisten machen. Dazu entnehmen sie zum Beispiel von einem erwachsenen Menschen Hautzellen und regen durch eine Nährlösung im Reagenzglas die Zellteilung an. Dann geben sie einen Viren-Gen-Cocktail, eine Art „Zaubertrank“, hinzu. Der führt dazu, dass sich die biologische Uhr der Hautzellen von ganz allein zurückdreht. Aus einer erwachsenen Hautzelle wird also wieder eine unspezifische Baby-Stammzelle, die in der Lage ist, alle Aufgaben im Körper zu übernehmen – auch als Nerven- oder Muskelzelle.

Eben darin liegt das medizinische Potential dieser im Labor hergestellten, induzierten pluripotenten Stammzellen: Wenn ein Mensch durch Unfall oder Erkrankung Zellersatz benötigt, stellt diese Methode eine Möglichkeit dar, körpereigenen Ersatz zu gewinnen, der anders als ein fremdes Transplantat nicht abgestoßen wird.

Bis es jedoch soweit ist, dass der eigene Körper quasi als „Ersatzteillager“ dienen kann, sind noch einige Forschungen nötig. Beispielsweise kommt es in Folge der Reprogrammierung häufig zu einer abnormalen Zellteilung, also Krebs. Auch ist noch nicht geklärt, inwieweit eine erwachsene Körperzelle, die bereits Umweltschäden und Erkrankungen ausgesetzt war, diese Informationen bei der Reprogrammierung behält und ob dies eine Auswirkung auf den medizinische Einsatz hat. Denkbar wäre zum Beispiel, sehr junge Zellen, wie die im Nabelschnurblut, in induzierte pluripotente Stammzellen zu reprogrammieren. Daran forscht unter anderem ein Team der Medizinischen Hochschule Hannover.

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