Stammzellforschung

Über Stammzellen

Stammzellen sind undifferenzierte oder "leere" Zellen. Dies bedeutet, dass sie in der Lage sind, sich zu Zellen zu entwickeln, die zahlreiche Funktionen in verschiedenen Teilen des Körpers erfüllen. Die meisten Zellen im Körper sind differenzierte Zellen. Diese Zellen können nur einem bestimmten Zweck in einem bestimmten Organ dienen. Zum Beispiel sind rote Blutkörperchen speziell dafür ausgelegt, Sauerstoff durch das Blut zu transportieren.

Alle Menschen beginnen als nur eine Zelle. Diese Zelle wird eine Zygote oder ein befruchtetes Ei genannt. Die Zygote teilt sich in zwei Zellen, dann vier Zellen und so weiter. Schließlich beginnen die Zellen zu differenzieren und übernehmen in einem Körperteil eine bestimmte Funktion. Dieser Prozess wird Differenzierung genannt.

Stammzellen sind Zellen, die noch nicht differenziert sind. Sie haben die Fähigkeit, sich zu teilen und eine unbestimmte Anzahl von Kopien von sich selbst zu machen. Andere Zellen im Körper können nur eine begrenzte Anzahl von Malen replizieren, bevor sie zusammenbrechen. Wenn sich eine Stammzelle teilt, kann sie entweder eine Stammzelle bleiben oder sich in eine differenzierte Zelle wie eine Muskelzelle oder eine rote Blutzelle verwandeln.

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Verwendung

Einsatzmöglichkeiten von Stammzellen

Da Stammzellen die Fähigkeit besitzen, sich in verschiedene andere Zelltypen zu verwandeln, glauben Wissenschaftler, dass sie nützlich sein können, um Krankheiten zu behandeln und zu verstehen. Laut der Mayo Clinic können Stammzellen verwendet werden, um:

  • neue Zellen in einem Labor anbauen, um beschädigte Organe oder Gewebe zu ersetzen
  • richtige Teile von Organen, die nicht richtig funktionieren
  • Ursachenforschung für genetische Defekte in Zellen
  • erforschen, wie Krankheiten auftreten oder warum sich bestimmte Zellen zu Krebszellen entwickeln
  • neue Medikamente auf Sicherheit und Wirksamkeit testen

Typen

Stammzellentypen

Es gibt verschiedene Arten von Stammzellen, die für verschiedene Zwecke verwendet werden können.

Embryonale Stammzellen

Embryonale Stammzellen stammen von menschlichen Embryonen, die drei bis fünf Tage alt sind. Sie werden während eines Prozesses, der als In-vitro-Fertilisation bezeichnet wird, geerntet. Dies beinhaltet die Befruchtung eines Embryos in einem Labor statt im weiblichen Körper. Embryonale Stammzellen sind als pluripotente Stammzellen bekannt. Diese Zellen können praktisch jede Art von Zelle im Körper entstehen lassen.

Nicht embryonale (adulte) Stammzellen

Adulte Stammzellen haben einen irreführenden Namen, weil sie auch bei Säuglingen und Kindern vorkommen. Diese Stammzellen stammen aus entwickelten Organen und Geweben im Körper. Sie werden vom Körper verwendet, um beschädigtes Gewebe in demselben Bereich zu reparieren und zu ersetzen, in dem sie sich befinden.

Zum Beispiel sind hämatopoetische Stammzellen eine Art adulter Stammzellen, die im Knochenmark gefunden werden. Sie machen neue rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und andere Arten von Blutzellen. Bereits seit Jahrzehnten setzen Ärzte Stammzelltransplantate, sogenannte Knochenmarktransplantationen, mit hämatopoetischen Stammzellen zur Behandlung bestimmter Krebsarten um.

Adulte Stammzellen können sich nicht in so viele andere Zelltypen differenzieren wie embryonale Stammzellen.

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS)

Wissenschaftler haben kürzlich entdeckt, wie man adulte Stammzellen in pluripotente Stammzellen verwandeln kann. Diese neuen Arten von Zellen werden als induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) bezeichnet. Sie können sich in alle Arten von spezialisierten Zellen im Körper differenzieren. Dies bedeutet, dass sie potenziell neue Zellen für jedes Organ oder Gewebe herstellen können. Um iPSCs zu schaffen, programmieren Wissenschaftler die adulten Stammzellen genetisch so um, dass sie sich wie embryonale Stammzellen verhalten.

Der Durchbruch hat eine Möglichkeit geschaffen, die Stammzellen zu "entdifferenzieren". Dies könnte sie nützlicher machen, um zu verstehen, wie sich Krankheiten entwickeln. Wissenschaftler hoffen, dass die Zellen aus einer eigenen Haut hergestellt werden können, um eine Krankheit zu behandeln. Dies wird dazu beitragen, zu verhindern, dass das Immunsystem eine Organtransplantation ablehnt. Die Forschung ist auf dem Weg, iPSCs sicher herzustellen.

Nabelschnurblut-Stammzellen und Fruchtwasser-Stammzellen

Nabelschnurblut-Stammzellen werden nach der Geburt aus der Nabelschnur geerntet. Sie können in Zellbanken für die Verwendung in der Zukunft eingefroren werden. Diese Zellen wurden erfolgreich zur Behandlung von Kindern mit Blutkrebs wie Leukämie und bestimmten genetischen Blutkrankheiten eingesetzt.

Auch im Fruchtwasser wurden Stammzellen gefunden. Dies ist die Flüssigkeit, die ein sich entwickelndes Baby im Mutterleib umgibt. Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um die möglichen Verwendungen von Fruchtwasserstammzellen zu verstehen.

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Kontroverse

Stammzellenforschungstreit

Adulte Stammzellen haben keine ethischen Probleme. In den letzten Jahren gab es jedoch Kontroversen darüber, wie humane embryonale Stammzellen erhalten werden. Während der Ernte von embryonalen Stammzellen wird der Embryo zerstört. Dies wirft ethische Bedenken für Menschen auf, die glauben, dass die Zerstörung eines befruchteten Embryos moralisch falsch ist.

Gegner glauben, dass ein Embryo ein lebender Mensch ist. Sie denken nicht, dass die befruchteten Eier für die Forschung verwendet werden sollten. Sie argumentieren, dass der Embryo die gleichen Rechte wie jeder andere Mensch haben sollte und dass diese Rechte geschützt werden sollten.

Befürworter der Stammzellenforschung hingegen glauben, dass die Embryonen noch keine Menschen sind. Sie stellen fest, dass Forscher die Zustimmung des Spenderpaares erhalten, dessen Eier und Spermien verwendet wurden, um den Embryo zu erzeugen. Befürworter argumentieren auch, dass die befruchteten Eier, die während der In-vitro-Fertilisation erzeugt wurden, ohnehin verworfen würden, so dass sie besser für die wissenschaftliche Forschung eingesetzt werden könnten.

Mit der bahnbrechenden Entdeckung von iPS-Zellen könnte der Bedarf an menschlichen Embryonen in der Forschung geringer sein. Dies könnte dazu beitragen, die Bedenken derjenigen zu lindern, die sich gegen die Verwendung von Embryonen für die medizinische Forschung aussprechen. Wenn iPSCs jedoch das Potenzial haben, sich zu einem menschlichen Embryo zu entwickeln, könnten Forscher theoretisch einen Klon des Spenders herstellen. Dies stellt ein weiteres ethisches Problem dar, das berücksichtigt werden muss.In vielen Ländern gibt es bereits Rechtsvorschriften, die das Klonen von Menschen wirksam verbieten.

Bundesgesetze

Bundesgesetze zur Stammzellenforschung

In den USA hat sich die Bundespolitik im Bereich der Stammzellenforschung im Laufe der Zeit durch den Amtsantritt verschiedener Präsidenten weiterentwickelt. Es ist wichtig anzumerken, dass die Stammzellenforschung in den Vereinigten Staaten von keinem Bundesgesetz ausdrücklich verboten wurde. Vielmehr haben die Verordnungen die öffentliche Finanzierung und Nutzung eingeschränkt. Einige Staaten haben jedoch Verbote für die Herstellung oder Zerstörung von menschlichen Embryonen für medizinische Forschung erlassen.

Stammzellpolitik unter dem ehemaligen Präsidenten George W. Bush

Im August 2001 billigte der frühere Präsident George W. Bush ein Gesetz, das Bundesmittel für die begrenzte Forschung an embryonalen Stammzellen bereitstellen sollte. Diese Forschung musste jedoch folgende Kriterien erfüllen:

  • Der Ernteprozess, der die Zerstörung des Embryos einschließt, wurde vor 9 Uhr begonnen. m. am 9. August 2001.
  • Die Stammzellen wurden von einem Embryo gewonnen, der für reproduktive Zwecke geschaffen wurde und nicht mehr benötigt wurde.
  • Für die Spende des Embryos wurde eine Einverständniserklärung eingeholt, und die Spende bedeutete keine finanzielle Belohnung.

Stammzellpolitik unter Präsident Barack Obama

Im März 2009 widerrief Präsident Barack Obama die Aussage des ehemaligen Präsidenten Bush und gab die Executive Order 13505 heraus. Mit der Verfügung wurden die Beschränkungen für die Bundesmittel für die Stammzellenforschung aufgehoben. Dies ermöglichte es den National Institutes of Health (NIH), Forschung zu finanzieren, die embryonale Stammzellen verwendet. Das NIH veröffentlichte daraufhin Richtlinien, um die Politik festzulegen, unter der es die Forschung finanzieren würde. Die Richtlinien wurden verfasst, um sicherzustellen, dass alle NIH-geförderte Forschung an menschlichen Stammzellen moralisch verantwortlich und wissenschaftlich relevant ist.

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Forschung

Beispiele für Stammzellforschung

Stammzellforschung wird derzeit an Universitäten, Forschungseinrichtungen und Krankenhäusern auf der ganzen Welt betrieben. Die Forscher konzentrieren sich derzeit auf Möglichkeiten, zu kontrollieren, wie sich Stammzellen in andere Arten von Zellen verwandeln.

Der Prozess der Zelldifferenzierung

Ein primäres Ziel der Forschung an embryonalen Stammzellen ist zu lernen, wie undifferenzierte Stammzellen zu differenzierten Stammzellen werden, die spezifische Gewebe und Organe bilden. Forscher sind auch daran interessiert herauszufinden, wie dieser Differenzierungsprozess gesteuert werden kann.

Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler Methoden entwickelt, um den Stammzellenprozess so zu manipulieren, dass ein bestimmter Zelltyp entsteht. Dieser Prozess wird gerichtete Differenzierung genannt. Eine neue Studie entdeckte auch die ersten Schritte, wie sich Stammzellen in Gehirnzellen und andere Arten von Zellen verwandeln. Weitere Forschung zu diesem Thema ist noch nicht abgeschlossen.

Zellbasierte Therapien

Wenn Forscher eine zuverlässige Möglichkeit finden, die Differenzierung embryonaler Stammzellen zu steuern, können sie die Zellen möglicherweise zur Behandlung bestimmter Krankheiten verwenden. Indem die embryonalen Stammzellen beispielsweise dazu veranlasst werden, sich in Insulin-produzierende Zellen zu verwandeln, können sie die Zellen möglicherweise in Menschen mit Typ-1-Diabetes transplantieren.

Weitere mögliche Erkrankungen, die möglicherweise mit embryonalen Stammzellen behandelt werden können:

  • traumatische Rückenmarksverletzung
  • Schlaganfall
  • schwere Verbrennungen
  • rheumatoide Arthritis
  • Herzkrankheit
  • Hörverlust <999 > Netzhauterkrankung
  • Huntington-Krankheit
  • Parkinson-Krankheit
  • Die California Stem Cell Agency bietet eine detaillierte Liste der derzeit in der Stammzellenforschung laufenden Krankheitsprogramme und klinischen Studien. Beispiele für solche Projekte sind:

Injektion von modifizierten Stammzellen direkt in das Gehirn nach einem Schlaganfall

  • mit Stammzellen, um geschädigte Zellen im Innenohr zu ersetzen, die Schall erkennen, hilft das Gehör wiederherzustellen
  • die Gene des Stammes zu ändern Zellen, um sie resistent gegen Krankheiten wie AIDS zu machen und sie dann in Menschen mit der Krankheit
  • zu integrieren, Stammzellen zu kultivieren, um die empfindlichen Knochen von Menschen mit Osteoporose zu reparieren
  • Mit Stammzellen neue Medikamente testen

Forscher verwenden auch differenzierte Stammzellen, um die Sicherheit und Wirksamkeit neuer Medikamente zu testen. Das Testen von Medikamenten auf menschliche Stammzellen macht es überflüssig, sie an Tieren zu testen.

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Imbiss

Das Mitnehmen

Die Stammzellenforschung hat das Potenzial, die menschliche Gesundheit maßgeblich zu beeinflussen. Es gibt jedoch einige Kontroversen um die Entwicklung, Verwendung und Zerstörung von menschlichen Embryonen. Wissenschaftler könnten diese Bedenken durch eine neue Methode lindern, die adulte Stammzellen in pluripotente Stammzellen verwandelt, die sich in jeden Zelltyp verwandeln können. Dies würde den Bedarf an embryonalen Stammzellen in der Forschung eliminieren. Solche Durchbrüche zeigen, dass in der Stammzellenforschung große Fortschritte erzielt wurden. Trotz dieser Fortschritte bleibt noch viel mehr zu tun, bevor Wissenschaftler erfolgreiche Therapien durch Stammzelltherapie schaffen können.