Stammzellen & Klonen: Grundlagen, Arten und Anwendungen

Stammzellen und Regenerative Medizin

Eine Zygote ist eine Zelle, die sich zu einem vollständigen Individuum entwickeln kann. Sie teilt sich wiederholt, und die daraus entstehenden Zellen spezialisieren sich.

Was sind Stammzellen?

Stammzellen besitzen zwei wesentliche Eigenschaften:

• Sie können sich mit der Zeit vermehren und undifferenzierte Zellen bilden.
• Sie können differenzieren und zu spezialisierten Zellen werden.

Arten von Stammzellen

• Totipotent: Können ein vollständiges Individuum bilden (z.B. die Zygote).
• Pluripotent: Können kein vollständiges Individuum bilden, haben aber die Fähigkeit, sich zu jedem Zelltyp des Körpers zu entwickeln (z.B. embryonale Stammzellen).
• Multipotent: Zellen, die die Fähigkeit behalten, sich zu einigen, aber nicht allen Zelltypen zu entwickeln (z.B. hämatopoetische Stammzellen, die verschiedene Blutzellen bilden).

Stammzellen in der Regenerativen Medizin

Stammzellen sind entscheidend für die regenerative Medizin. Man unterscheidet hauptsächlich folgende Typen:

• Embryonale Stammzellen (ES-Zellen): Gewonnen aus frühen Embryonen, sind pluripotent und können sich zu jeder Art von Gewebe entwickeln.
• Adulte Stammzellen (Gewebe-Stammzellen): Finden sich in allen menschlichen Geweben, jedoch nicht immer in der gleichen Menge oder mit der gleichen Potenz (oft oligopotent, d.h. sie können sich nur zu wenigen Zelltypen entwickeln).
• Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen): Dies sind differenzierte Zellen, die künstlich dedifferenziert und in pluripotente, embryonalen Stammzellen ähnliche Zellen umgewandelt werden können.

Klonen und seine Anwendungen

Klonen ist ein Prozess, der eine genetisch identische Kopie eines Organismus oder einer Zelle erzeugt.

Wie funktioniert das Klonen von Tieren?

Das erste geklonte Säugetier war das Schaf Dolly im Jahr 1996. Die verwendete Technik war der Kerntransfer (Somatic Cell Nuclear Transfer - SCNT):

1. Entnahme einer differenzierten Zelle (z.B. Hautzelle) vom zu klonenden Organismus.
2. Entnahme einer unbefruchteten Eizelle von einem Spendertier.
3. Entfernung des Kerns aus der Eizelle.
4. Übertragung des Kerns der differenzierten Zelle in die kernlose Eizelle.
5. Stimulation der rekonstruierten Zelle zur Entwicklung zu einem Embryo.
6. Einsetzen des Embryos in den Uterus einer Leihmutter.
7. Geburt eines genetisch identischen Individuums nach erfolgreicher Schwangerschaft.

Anwendungen und ethische Einschränkungen des Klonens

Das Klonen bietet verschiedene potenzielle Anwendungen:

• Landwirtschaft: Erzeugung von Kopien wertvoller Tiere und Pflanzen, sowie die Entwicklung transgener Tiere mit verbesserten Eigenschaften.
• Forschung: Erzeugung genetisch identischer Versuchstiere für präzisere Studien und Experimente.
• Umweltschutz: Rettung und Reproduktion vom Aussterben bedrohter Arten.
• Medizin: Gewinnung von Organen und Geweben für Transplantationen (therapeutisches Klonen) oder zur Erforschung von Krankheiten.

Wissenschaft und Gesetzgebung stehen dem reproduktiven Klonen (Erzeugung eines vollständigen Organismus) kritisch gegenüber und verbieten es in vielen Ländern. Für das therapeutische Klonen (Erzeugung von Zellen oder Geweben zu medizinischen Zwecken) gibt es jedoch spezifische Regelungen und Gesetze, die je nach Land variieren.