Stammzellen: Definition, Arten und Funktionen

Was ist eine Stammzelle?

Eine Stammzelle ist eine Zelle, die fähig ist, sich durch mitotische Teilungen selbst zu erneuern oder den Weg der Differenzierung einzuschlagen. Sie kann eine oder mehrere Arten von reifen, voll funktionsfähigen und differenzierten Gewebezellen produzieren, abhängig von ihrem Grad der Multipotenz.

Die meisten Gewebe eines Erwachsenen verfügen über eine spezifische Population von Stammzellen, die eine Regeneration oder den Austausch ermöglichen, wenn ein Gewebeschaden (tisular) auftritt.

Embryonale Stammzellen

Embryonale Stammzellen sind Teil der inneren Zellmasse eines Embryos im Alter von 4 bis 5 Tagen. Sie besitzen die Fähigkeit, alle Zelltypen eines erwachsenen Organismus zu bilden. Ein wesentliches Merkmal von embryonalen Stammzellen ist, dass sie sich (im Embryo oder unter bestimmten Kulturbedingungen) unbegrenzt teilen können, wobei sie identische Kopien ihrer selbst erzeugen und eine stabile Population aufrechterhalten. Es gibt experimentelle Techniken, mit denen embryonale Stammzellen gewonnen werden können, ohne dass eine Zerstörung des Embryos erfolgt.

Klassifizierung nach Potenz

• Totipotente Stammzellen: Sogenannte totipotente Stammzellen können zu einem vollständigen Organismus heranwachsen. Sie bilden sowohl die embryonalen Komponenten (die drei Keimblätter, die Keimbahn und das Gewebe des Dottersacks) als auch die extraembryonalen Gewebe (wie die Plazenta). Das heißt, sie können sich in alle Zelltypen differenzieren.
• Pluripotente Stammzellen: Diese Stammzellen können keinen vollständigen Organismus bilden, aber jeden Zelltyp der drei embryonalen Linien (Entoderm, Ektoderm und Mesoderm) sowie der Keimbahn und des Dottersacks hervorbringen. Sie können daher verschiedene Zelllinien bilden.
• Multipotente Stammzellen: Diese können nur Zellen ihrer eigenen embryonalen Schicht oder Herkunftslinie generieren (z. B. eine mesenchymale Stammzelle aus dem Knochenmark, die mesodermaler Natur ist und zu Zellen dieser Schicht wie Myozyten, Adipozyten oder Osteozyten u. a. führt).
• Unipotente Stammzellen: Diese bilden nur einen bestimmten Zelltyp.
• Embryonale Stammzellen (pluripotent): Aktuell werden sie als Modell zum Studium der Embryonalentwicklung verwendet, um die Mechanismen und Signale zu verstehen, die es einer pluripotenten Zelle ermöglichen, schließlich eine ausdifferenzierte Körperzelle zu bilden.

Adulte Stammzellen

Bei adulten Stammzellen eines Erwachsenen sind bisher über 20 verschiedene Arten bekannt. Sie sind für die Regeneration von Gewebe bei fortlaufendem Verschleiß (wie Haut oder Blut) oder bei Beschädigungen (z. B. Leber) verantwortlich. Ihre Kapazität ist darauf begrenzt, spezialisierte Zellen zu generieren.