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Stand der Forschungen mit menschlichen somatischen / adulten Stammzellen


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2.3 Stand der Forschungen mit menschlichen somatischen / adulten Stammzellen

Somatische / adulte Stammzellen (SSZ) können nach dem Abschluss der Organbildung aus Föten und aus dem Körper erwachsener Tiere und Menschen gewonnen werden. Aus Föten stammen ebenfalls die primordialen SZ der Keimbahn, die bei geeigneten Kulturbedingungen ebenfalls ein hohes Entwicklungspotenzial besitzen. Auch im Nabelschnurblut von Neugeborenen finden sich SSZ.

Weiterhin können komplexe Keimbahntumore bei Tier und Mensch neben spezifischen

Gewebeanteilen auch undifferenzierte Zellen, sogenannte embryonale Karzinomzellen mit Stammzelleigenschaften enthalten, die aus diesem Grund als Stammzellmodell dienen.

Ein entscheidender Vorteil von SSZ ist, dass diese Zellen auch aus dem jeweiligen Patienten selbst generiert werden können, ohne dass dies mit ethischen Problemen verbunden wäre.

Bei einer späteren autologen Transplantation würde im Gegensatz zu hESZ, fötalen SZ oder SZ der fötalen Keimbahn keine Immunantwort hervorgerufen.

Durch die Kultivierung in der künstlichen (in vitro) Umgebung können Zellen auch neue Eigenschaften entwickeln. Dies trifft z. B. auf die kürzlich beschriebenen multipotenten adulten Vorläuferzellen (MAPC) zu. Diese Zellen wurden in Kulturen von Bindegewebs-Stammzellen aus dem Knochenmark Erwachsener entdeckt, doch erst nach über 25 Teilungszyklen zeigte sich ihr höheres Potenzial. Ein natürliches Vorkommen dieser Zellen ist damit nicht gesichert.

Therapeutisch könnten diese adulten Vorläuferzellen allerdings sehr interessant sein.

In Zellkultur entwickelten sich aus diesen Zellen Blut-, Leber-, Lungen- und Darmzelltypen, und das große Differenzierungspotenzial wurde durch den Einsatz der Zellen im Tiermodell und ihre Beteiligung am Aufbau verschiedener Gewebe bestätigt. Einschränkend muss jedoch gesagt werden, dass diese bisherigen Daten durch andere Arbeitsgruppen bislang nicht reproduziert werden konnten, so dass eine endgültige Aussage über die Entwicklungsfähigkeit der MAPCs derzeitig nicht möglich ist.

Generell wird die Gewebsregeneration und Organfunktion durch die Neubildung von Blutgefäßen und die damit verbesserte Nährstoff- und Sauerstoffversorgung gefördert. Nach der Gabe von endothelialen Progenitorzellen aus Knochenmark bzw. von Zellen aus peripherem oder Nabelschnurblut wurde z. B. bei Ratten und in Menschen eine Erhöhung der Herzleistung nach einem Herzinfarkt beobachtet. Dabei kam es zu einer Neubildung von Kapillaren, wodurch die Funktion des Herzmuskels unterstützt wird.

Bei einigen In-vivo-Experimenten wird zudem eine Funktionsverbesserung des geschädigten Gewebes beobachtet, ohne dass jedoch nachgewiesen werden kann, dass die transplantierten SSZ selbst an der Bildung von neuem Gewebe beteiligt sind. Diskutiert wird diesbezüglich die Ausscheidung von regenerationsfördernden Faktoren durch die transplantierten Zellen. So regen z. B. der Stem-Cell-Factor (SCF) und der Granulocyte-Colony-Stimulating-Factor (G-CSF) das Einwandern von im Blut zirkulierenden SZ in das geschädigte Gewebe an, wodurch sich im Versuch die Herzfunktion im Mausmodell des Herzinfarktes verbesserte.

Diese Aktivierung des endogen vorhandenen Regenerationspotenzials durch vorhandene eigene SZ könnte einige Befunde über die Transdifferenzierungsfähigkeit von SSZ erklären und stellt ein alternatives Therapieprinzip für die regenerative Medizin dar.

Auf organspezifische, bereits weitgehend ausdifferenzierte Zellen greifen derzeit angewandte Verfahren des Tissue Engineering zurück. Die erforderlichen Zellen stammen aus dem jeweiligen Gewebe, sind dort relativ häufig und damit leichter zu gewinnen. Somit ist eine Umsteuerung dieser Zellen zur Gewebsregeneration nicht erforderlich, weshalb die Anwendungen in der klinischen Praxis im Vergleich zum Einsatz von weniger differenzierten SZ bereits deutlich weiter fortgeschritten sind. Klinisch einsetzbare Verfahren gibt es zum einen für den Hautersatz, der unter anderem bei der Behandlung von Verbrennungsopfern eingesetzt wird. Weiterhin werden biologisch regenerierter Knochen- und Knorpelersatz klinisch erprobt bzw. angewendet. So wird z. B. Knorpelgewebe aus körpereigenen Vorläuferzellen gezüchtet und dann zur Behandlung von Verletzungen und Arthrose eingesetzt.

Da die erforderlichen Zellen jedoch aus dem zu regenerierenden Gewebstyp selbst stammen, ist das Tissue Engineering mit patienteneigenem Material nur möglich, wenn noch gesundes Ausgangsgewebe (z. B. intakte Haut bei Verbrennungen) vorhanden ist bzw. Nicht selbst durch eine Mutation, wie bei Leukämiepatienten, krankhaft verändert ist.




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