Stammzellen und Klonen: Arten, Quellen und ethische Aspekte

Arten von Stammzellen

Es gibt vier Arten von Stammzellen:

• Totipotente Stammzellen: Können zu einem vollständigen Organismus heranwachsen, einschließlich embryonaler Komponenten (z. B. die drei Abstammungen embryonaler Keimblätter und Gewebe) sowie extraembryonale Gewebe (wie der extraembryonale Dottersack und die Plazenta). Sie können alle Zelltypen bilden.
• Pluripotente Stammzellen: Können keinen kompletten Organismus bilden, aber jede andere Zellart der drei embryonalen Keimblätter (Endoderm, Ektoderm und Mesoderm) sowie Keimzellen und Dottersackgewebe. Sie können daher Zelllinien bilden.
• Multipotente Stammzellen: Sind solche, die nur Zellen derselben embryonalen Schicht oder Abstammung hervorbringen können (z. B. eine mesenchymale Stammzelle des Knochenmarks, die mesodermaler Natur ist, führt zu Zellen dieser Schicht wie Myozyten, Adipozyten oder Osteozyten, u. a.).
• Unipotente Stammzellen: Können nur eine bestimmte Zellart bilden.

Quellen von Stammzellen

Es gibt verschiedene Quellen für Stammzellen. Die am häufigsten untersuchten in der Biologie sind embryonale Stammzellen und adulte Stammzellen:

• Embryonale Stammzellen (pluripotent): Gefunden in der inneren Zellmasse der Blastozyste. Die Blastozyste besteht aus einer äußeren Schicht, dem Trophoblasten (ca. 70 Zellen), und der inneren Zellmasse (ca. 30 Zellen). Embryonale Stammzellen haben die Fähigkeit, sich zu allen Zelltypen des erwachsenen Organismus zu differenzieren und Gewebe und Organe zu bilden. Sie werden derzeit als Modell genutzt, um die embryonale Entwicklung zu studieren und die Mechanismen und Signale zu verstehen, die es dem Körper ermöglichen, von einer pluripotenten Zelle zu einer ausdifferenzierten Zelle zu gelangen.
• Keimbahn-Stammzellen: Diese pluripotenten Stammzellen werden aus embryonalen Keimdrüsen gewonnen. Diese Anlagen für die Gonaden befinden sich in einem bestimmten Bereich des Embryos, der Genitalleiste, und entwickeln sich zu Eizellen und Spermien. Sie haben eine ähnliche Differenzierungskapazität wie embryonale Stammzellen, aber ihre Isolierung ist schwieriger.
• Fetale Stammzellen: Diese Stammzellen werden in fetalen Geweben und Organen wie Blut, Lunge usw. gefunden. Sie haben ähnliche Eigenschaften wie adulte Stammzellen, zeigen aber anscheinend eine größere Kapazität für Expansion und Differenzierung. Ihre Herkunft ist nicht ganz klar. Sie könnten embryonalen Ursprungs sein oder aus neuen Zellwellen stammen, die unabhängig von embryonalen Stammzellen entstehen.
• Adulte Stammzellen: Das sind undifferenzierte, multipotente Zellen, die in adulten Geweben und Organen gefunden werden und die Fähigkeit haben, sich zu differenzieren und Gewebe zu regenerieren. Beim Erwachsenen sind bisher etwa 20 verschiedene Arten von Stammzellen bekannt, die für die Geweberegeneration bei kontinuierlichem Verschleiß (wie Haut oder Blut) oder bei Beschädigung (z. B. Leber) verantwortlich sind. Ihre Kapazität zur Erzeugung spezialisierter Zellen ist begrenzt. Hämatopoetische Stammzellen des Knochenmarks (zuständig für die Blutbildung) sind die bekanntesten und werden seit einiger Zeit klinisch eingesetzt. Adulte Stammzellen sind im Knochenmark, aber auch im Nabelschnurblut, peripheren Blut und im Körperfett zu finden (dort findet man eine andere Art von Stammzellen, sogenannte embryonale Derivate, die sich in zahlreiche Zelltypen der drei Keimblätter differenzieren können: Muskeln, Gefäße, Nerven, hämatopoetische Zellen, Knochen usw.). Obwohl ihre physiologische Relevanz noch nicht vollständig bestimmt ist, laufen zahlreiche klinische Studien, um beschädigtes Gewebe (Herz) durch Derivate dieser Zellen zu ersetzen.

Stammzell-Typen nach Potenzial

Totipotente Zellen

Pluripotente Zellen

Multipotente Zellen

Klonen

Klonen kann als der Prozess definiert werden, durch den identische Kopien eines Körpers hergestellt werden.

Das Klonen von Dolly

Das Verfahren zur Erzeugung von Dolly war sehr aufwendig und hat sich bis heute nicht wesentlich verbessert. Dolly war das einzige positive Ergebnis von 277 Versuchen, bei denen 29 Embryonen gewonnen wurden. Viele davon entwickelten sich nicht, und andere starben kurz nach der Geburt.

Allerdings war Dolly eine sehr wichtige wissenschaftliche Leistung. Sie zeigte, dass es mehr als eine Möglichkeit gibt, neue Tiere zu erzeugen. Auf der einen Seite haben wir die natürliche geschlechtliche Fortpflanzung, die Vielfalt hervorbringt, und zweitens das Klonen, eine künstliche, asexuelle Fortpflanzung, die zu identischen Individuen führt.

Aus technischer Sicht haben geklonte Tiere auch Probleme gezeigt: Neben einem höheren Anteil an Missbildungen leiden sie häufig unter einem Syndrom, das sich darin manifestiert, dass sie größer sind als normal, und das negative Folgen für Gesundheit und Entwicklung hat.

Klonen würde es uns ermöglichen, viele identische Kopien von Tieren zu erhalten, die uns aus verschiedenen Gründen wichtig sind: wegen ihrer natürlichen Eigenschaften (Milchproduktion, Gesundheit, Langlebigkeit, ...) oder wegen Merkmalen, die sie dank neuer Technologien der genetischen Manipulation besitzen. In den letzten Jahren gab es eine spektakuläre Entwicklung von Techniken zur genetischen Manipulation von Pflanzen und Tieren. Organismen, deren Erbinformation (DNA) verändert wurde, werden als "transgen" bezeichnet.

Das Klonen von Menschen und ethische Implikationen

Die Veröffentlichung der Existenz von Dolly löste sofort eine Debatte über die Möglichkeit des Klonens von Menschen aus. Die biologische Nähe legt nahe, dass das Klonen von Menschen aus technischer Sicht möglich wäre.

Das Klonen von Menschen und ethische Implikationen

Die Veröffentlichung der Existenz von Dolly löste sofort eine Debatte über die Möglichkeit des Klonens von Menschen aus. Die biologische Nähe legt nahe, dass das Klonen von Menschen aus technischer Sicht möglich wäre.