Stammzelltherapie und Klonen: Mechanismen und Anwendungen

Anwendungen der Stammzelltherapie

Stammzellen bieten häufig die Möglichkeit, beschädigtes Gewebe und Zellen zu ersetzen. Sie können zur Heilung folgender Krankheiten und Verletzungen eingesetzt werden:

• Parkinson- und Alzheimer-Krankheit
• Rückenmarksverletzungen, Herz- und Hirnverletzungen
• Regeneration der Bauchspeicheldrüse bei Diabetikern
• Regeneration von Epithelzellen, etc.

Verständnis der Mechanismen der Genaktivierung und -hemmung

Durch dieses Verständnis könnte Krebs geheilt werden.

Experimentieren mit neuen Arzneimitteln an Gewebeproben

Dies beseitigt die Notwendigkeit, klinische Studien an Tieren und Menschen durchzuführen.

Gentherapie

Diese besteht aus der Erweiterung von Stammzellen des Patienten durch ein funktionelles Gen, um Zellen zu erhalten, die einen genetischen Defekt kompensieren.

Bereits realisierte Anwendungen

Die bekannteste Anwendung ist die Transplantation von Knochenmark-Stammzellen, die zur Behandlung von Leukämie und anderen Krebsarten eingesetzt wird.

• Erster Erfolg der Stammzell-Gentherapie (April 2000)

  Zwei Kinder, die mit einem genetischen Defekt geboren wurden, erhielten Stammzellen aus dem Knochenmark. Die Zellen wurden kultiviert, das defekte Gen wurde ersetzt und die Zellen den Kindern wieder zugeführt.

• Implantation von Stammzellen in infarzierte Herzen (Oktober 2007)

  In Spanien fand zum ersten Mal die Implantation von Stammzellen aus dem Patienten in infarzierte Herzen statt, mit hervorragenden Ergebnissen.

Stammzellen-Reserven wurden im erwachsenen Gehirn gefunden, die verschiedene Arten von Nervenzellen regenerieren können. Davon könnten viele Patienten mit Erkrankungen des Nervensystems profitieren.

Bisher wurden alle Erfolge mit adulten Stammzellen erzielt, während es noch keinen Erfolg mit embryonalen Stammzellen gab. Es bleibt abzuwarten, die Mechanismen zu verstehen, die die Spezialisierung der menschlichen Stammzellen ermöglichen, um gültiges spezialisiertes Gewebe für die Transplantation zu erhalten.

Klonen

Klonen ist der Prozess, durch den identische Kopien eines Organismus erzeugt werden. Der geklonte Organismus ist genetisch identisch mit der Zelle oder dem Organismus, aus dem er gewonnen wurde.

Natürliche Klone

In der Natur gibt es natürliche Klone:

• Asexuelle Fortpflanzung

  Diese Art der Fortpflanzung erfolgt bei Bakterien, Pflanzen und sehr primitiven Tieren wie Schwämmen.

• Trennung von Embryonen in einem frühen Stadium

  Dies ist der Fall bei eineiigen Zwillingen, die aus einer einzigen Befruchtung, Zygote oder Eizelle entstehen.

Mechanismen des künstlichen Klonens

Klonen kann durch zwei Mechanismen erfolgen:

1. Teilung des Embryos

   Die Zellen eines Embryos werden getrennt, um neue identische oder geklonte Embryonen zu erhalten.

2. Kerntransfer (Nuclear Transfer)

   Beim Kerntransfer wird ein Individuum aus einer somatischen Zelle ohne erfolgte Befruchtung erzeugt. Die Schritte sind:

   1. Eine somatische Zelle des zu klonenden Körpers wird entnommen und der Kern entfernt. Dieser Kern trägt die Erbinformation des Organismus.
   2. Die Eizelle eines anderen Organismus der gleichen Art wird entnommen und ihr Kern eliminiert.
   3. Der somatische Zellkern wird in die kernlose Eizelle eingeführt.
   4. Die Eizelle beginnt sich zu teilen und bildet einen Embryo, der in die Gebärmutter eines anderen Organismus implantiert wird.
   5. Der Embryo entwickelt sich zu einem Klon des Organismus, aus dem die somatische Zelle extrahiert wurde.

Anwendungen des Klonens

• Reproduktives Klonen

  Ziel ist es, identische geklonte Individuen zu schaffen.

• Therapeutisches Klonen

  Ziel ist es, embryonale Stammzellen für therapeutische Zwecke zu schaffen. Die klinische Anwendung könnte in der Zukunft zwei große Probleme der Transplantation lösen: den Mangel an Spendern und die Ablehnung, da ein Patient mit seinem eigenen Gewebe transplantiert werden kann.