Stammzellforschung

├ťber 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 K├Ârpers erf├╝llen. Die meisten Zellen im K├Ârper sind differenzierte Zellen. Diese Zellen k├Ânnen nur einem bestimmten Zweck in einem bestimmten Organ dienen. Zum Beispiel sind rote Blutk├Ârperchen speziell daf├╝r 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. Schlie├člich beginnen die Zellen zu differenzieren und ├╝bernehmen in einem K├Ârperteil eine bestimmte Funktion. Dieser Prozess wird Differenzierung genannt.

Stammzellen sind Zellen, die noch nicht differenziert sind. Sie haben die F├Ąhigkeit, sich zu teilen und eine unbestimmte Anzahl von Kopien von sich selbst zu machen. Andere Zellen im K├Ârper k├Ânnen 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

Einsatzm├Âglichkeiten von Stammzellen

Da Stammzellen die F├Ąhigkeit besitzen, sich in verschiedene andere Zelltypen zu verwandeln, glauben Wissenschaftler, dass sie n├╝tzlich sein k├Ânnen, um Krankheiten zu behandeln und zu verstehen. Laut der Mayo Clinic k├Ânnen Stammzellen verwendet werden, um:

  • neue Zellen in einem Labor anbauen, um besch├Ądigte Organe oder Gewebe zu ersetzen
  • richtige Teile von Organen, die nicht richtig funktionieren
  • Ursachenforschung f├╝r 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 f├╝r verschiedene Zwecke verwendet werden k├Ânnen.

Embryonale Stammzellen

Embryonale Stammzellen stammen von menschlichen Embryonen, die drei bis f├╝nf Tage alt sind. Sie werden w├Ąhrend eines Prozesses, der als In-vitro-Fertilisation bezeichnet wird, geerntet. Dies beinhaltet die Befruchtung eines Embryos in einem Labor statt im weiblichen K├Ârper. Embryonale Stammzellen sind als pluripotente Stammzellen bekannt. Diese Zellen k├Ânnen praktisch jede Art von Zelle im K├Ârper entstehen lassen.

Nicht embryonale (adulte) Stammzellen

Adulte Stammzellen haben einen irref├╝hrenden Namen, weil sie auch bei S├Ąuglingen und Kindern vorkommen. Diese Stammzellen stammen aus entwickelten Organen und Geweben im K├Ârper. Sie werden vom K├Ârper verwendet, um besch├Ądigtes Gewebe in demselben Bereich zu reparieren und zu ersetzen, in dem sie sich befinden.

Zum Beispiel sind h├Ąmatopoetische Stammzellen eine Art adulter Stammzellen, die im Knochenmark gefunden werden. Sie machen neue rote Blutk├Ârperchen, wei├če Blutk├Ârperchen und andere Arten von Blutzellen. Bereits seit Jahrzehnten setzen ├ärzte Stammzelltransplantate, sogenannte Knochenmarktransplantationen, mit h├Ąmatopoetischen Stammzellen zur Behandlung bestimmter Krebsarten um.

Adulte Stammzellen k├Ânnen sich nicht in so viele andere Zelltypen differenzieren wie embryonale Stammzellen.

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS)

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

Der Durchbruch hat eine M├Âglichkeit geschaffen, die Stammzellen zu "entdifferenzieren". Dies k├Ânnte sie n├╝tzlicher machen, um zu verstehen, wie sich Krankheiten entwickeln. Wissenschaftler hoffen, dass die Zellen aus einer eigenen Haut hergestellt werden k├Ânnen, 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 k├Ânnen in Zellbanken f├╝r die Verwendung in der Zukunft eingefroren werden. Diese Zellen wurden erfolgreich zur Behandlung von Kindern mit Blutkrebs wie Leuk├Ąmie und bestimmten genetischen Blutkrankheiten eingesetzt.

Auch im Fruchtwasser wurden Stammzellen gefunden. Dies ist die Fl├╝ssigkeit, die ein sich entwickelndes Baby im Mutterleib umgibt. Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um die m├Âglichen 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 dar├╝ber, wie humane embryonale Stammzellen erhalten werden. W├Ąhrend der Ernte von embryonalen Stammzellen wird der Embryo zerst├Ârt. Dies wirft ethische Bedenken f├╝r Menschen auf, die glauben, dass die Zerst├Ârung eines befruchteten Embryos moralisch falsch ist.

Gegner glauben, dass ein Embryo ein lebender Mensch ist. Sie denken nicht, dass die befruchteten Eier f├╝r die Forschung verwendet werden sollten. Sie argumentieren, dass der Embryo die gleichen Rechte wie jeder andere Mensch haben sollte und dass diese Rechte gesch├╝tzt werden sollten.

Bef├╝rworter 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. Bef├╝rworter argumentieren auch, dass die befruchteten Eier, die w├Ąhrend der In-vitro-Fertilisation erzeugt wurden, ohnehin verworfen w├╝rden, so dass sie besser f├╝r die wissenschaftliche Forschung eingesetzt werden k├Ânnten.

Mit der bahnbrechenden Entdeckung von iPS-Zellen k├Ânnte der Bedarf an menschlichen Embryonen in der Forschung geringer sein. Dies k├Ânnte dazu beitragen, die Bedenken derjenigen zu lindern, die sich gegen die Verwendung von Embryonen f├╝r die medizinische Forschung aussprechen. Wenn iPSCs jedoch das Potenzial haben, sich zu einem menschlichen Embryo zu entwickeln, k├Ânnten Forscher theoretisch einen Klon des Spenders herstellen. Dies stellt ein weiteres ethisches Problem dar, das ber├╝cksichtigt werden muss.In vielen L├Ąndern 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 Pr├Ąsidenten weiterentwickelt. Es ist wichtig anzumerken, dass die Stammzellenforschung in den Vereinigten Staaten von keinem Bundesgesetz ausdr├╝cklich verboten wurde. Vielmehr haben die Verordnungen die ├Âffentliche Finanzierung und Nutzung eingeschr├Ąnkt. Einige Staaten haben jedoch Verbote f├╝r die Herstellung oder Zerst├Ârung von menschlichen Embryonen f├╝r medizinische Forschung erlassen.

Stammzellpolitik unter dem ehemaligen Pr├Ąsidenten George W. Bush

Im August 2001 billigte der fr├╝here Pr├Ąsident George W. Bush ein Gesetz, das Bundesmittel f├╝r die begrenzte Forschung an embryonalen Stammzellen bereitstellen sollte. Diese Forschung musste jedoch folgende Kriterien erf├╝llen:

  • Der Ernteprozess, der die Zerst├Ârung des Embryos einschlie├čt, wurde vor 9 Uhr begonnen. m. am 9. August 2001.
  • Die Stammzellen wurden von einem Embryo gewonnen, der f├╝r reproduktive Zwecke geschaffen wurde und nicht mehr ben├Âtigt wurde.
  • F├╝r die Spende des Embryos wurde eine Einverst├Ąndniserkl├Ąrung eingeholt, und die Spende bedeutete keine finanzielle Belohnung.

Stammzellpolitik unter Pr├Ąsident Barack Obama

Im M├Ąrz 2009 widerrief Pr├Ąsident Barack Obama die Aussage des ehemaligen Pr├Ąsidenten Bush und gab die Executive Order 13505 heraus. Mit der Verf├╝gung wurden die Beschr├Ąnkungen f├╝r die Bundesmittel f├╝r die Stammzellenforschung aufgehoben. Dies erm├Âglichte es den National Institutes of Health (NIH), Forschung zu finanzieren, die embryonale Stammzellen verwendet. Das NIH ver├Âffentlichte daraufhin Richtlinien, um die Politik festzulegen, unter der es die Forschung finanzieren w├╝rde. Die Richtlinien wurden verfasst, um sicherzustellen, dass alle NIH-gef├Ârderte Forschung an menschlichen Stammzellen moralisch verantwortlich und wissenschaftlich relevant ist.

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Forschung

Beispiele f├╝r Stammzellforschung

Stammzellforschung wird derzeit an Universit├Ąten, Forschungseinrichtungen und Krankenh├Ąusern auf der ganzen Welt betrieben. Die Forscher konzentrieren sich derzeit auf M├Âglichkeiten, zu kontrollieren, wie sich Stammzellen in andere Arten von Zellen verwandeln.

Der Prozess der Zelldifferenzierung

Ein prim├Ąres 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 zuverl├Ąssige M├Âglichkeit finden, die Differenzierung embryonaler Stammzellen zu steuern, k├Ânnen sie die Zellen m├Âglicherweise zur Behandlung bestimmter Krankheiten verwenden. Indem die embryonalen Stammzellen beispielsweise dazu veranlasst werden, sich in Insulin-produzierende Zellen zu verwandeln, k├Ânnen sie die Zellen m├Âglicherweise in Menschen mit Typ-1-Diabetes transplantieren.

Weitere m├Âgliche Erkrankungen, die m├Âglicherweise mit embryonalen Stammzellen behandelt werden k├Ânnen:

  • traumatische R├╝ckenmarksverletzung
  • Schlaganfall
  • schwere Verbrennungen
  • rheumatoide Arthritis
  • Herzkrankheit
  • H├Ârverlust <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 f├╝r solche Projekte sind:

Injektion von modifizierten Stammzellen direkt in das Gehirn nach einem Schlaganfall

  • mit Stammzellen, um gesch├Ądigte Zellen im Innenohr zu ersetzen, die Schall erkennen, hilft das Geh├Âr wiederherzustellen
  • die Gene des Stammes zu ├Ąndern 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 ├╝berfl├╝ssig, sie an Tieren zu testen.

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Imbiss

Das Mitnehmen

Die Stammzellenforschung hat das Potenzial, die menschliche Gesundheit ma├čgeblich zu beeinflussen. Es gibt jedoch einige Kontroversen um die Entwicklung, Verwendung und Zerst├Ârung von menschlichen Embryonen. Wissenschaftler k├Ânnten diese Bedenken durch eine neue Methode lindern, die adulte Stammzellen in pluripotente Stammzellen verwandelt, die sich in jeden Zelltyp verwandeln k├Ânnen. Dies w├╝rde den Bedarf an embryonalen Stammzellen in der Forschung eliminieren. Solche Durchbr├╝che zeigen, dass in der Stammzellenforschung gro├če Fortschritte erzielt wurden. Trotz dieser Fortschritte bleibt noch viel mehr zu tun, bevor Wissenschaftler erfolgreiche Therapien durch Stammzelltherapie schaffen k├Ânnen.