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Offene Fragen bei der Erforschung von menschlichen Stammzellen


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2.4 Offene Fragen bei der Erforschung von menschlichen Stammzellen

Immunologie: Gegenwärtig erfordern Transplantationen eine Immunsuppression, die in der Regel mit gravierenden Nebenwirkungen verbunden ist. Durch den Einsatz von autologen Zellen und Geweben lassen sich diese Probleme vermeiden. Sind patienteneigene SZ jedoch nicht vorhanden, so wird an den Einsatz von hESZ bzw. von aus ihnen abgeleiteten

Zellen gedacht. In der internationalen wissenschaftlichen Diskussion werden derzeit verschiedene Möglichkeiten erörtert, um die immunologische Abstoßungsreaktion zu minimieren.
Unter anderem werden folgende Möglichkeiten gesehen:

– Etablierung einer Zellbank mit Hunderten verschiedenen hESZ-Linien, so dass die für jeden Patienten erforderliche, immunologisch geeignete Stammzelle zur Verfügung stünde.

– Gentechnologische Konstruktion einer idealen Stammzelle, die nicht immunogen ware und insofern als universale Donorzelle dienen könnte.

– Vermittlung einer Immuntoleranz durch Beeinflussung des Immunsystems des Patienten, wodurch allogene Transplantationen generell erleichtert würden.

– Das sogenannte therapeutische Klonen, bei dem der Zellkern einer Körperzelle in eine entkernte Eizelle überführt wird. Im adulten Zellkern wird durch die neue Umgebung nun das embryonale Programm aktiviert und es entwickelt sich eine Blastozyste, deren Zellen im Zellkern mit denen des Zellkernspenders genetisch identisch sind. Daher würden aus einer solchen Blastozyste gewonnene hESZ nicht mehr vom Immunsystem des Zellkernspenders abgestoßen. In Deutschland ist das Klonen nach § 6 des Embryonenschutzgesetzes unter Strafe verboten.

Tumorbildung: Bei der Transplantation undifferenzierter hESZ kann es zur Bildung spezieller Tumore (Teratome) kommen, die aus verschiedenen Zelltypen bestehen. Aus diesem Grund wird an Protokollen gearbeitet, die eine quantitative Differenzierung der Zellen sicherstellen und gewährleisten, dass im Transplantat keine hESZ mehr vorhanden sind. Generell nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass Zellen Tumore bilden, mit dem Grad ihrer Differenzierung ab.

Es muss jedoch sichergestellt sein, dass das Transplantat keine unreifen hESZ mehr enthält, da bereits wenige hESZ einen Tumor bilden können.

Pathogene: Krankheitserreger können Artgrenzen überspringen. Zur Kultur von hESZ waren bisher tierische Helferzellen (sogenannte Feeder-Zellen) erforderlich, so dass grundsätzlich die Übertragung von tierischen Erregern, insbesondere von Viren, auf menschliche Empfänger nicht auszuschließen ist. Inzwischen ist es gelungen, zumindest für Maus-ESZ, die Kulturmedien von der Abhängigkeit von diesen tierischen Komponenten zu befreien. Zudem konnten die murinen Feeder-Zellen, also embryonale Zellen, die für hESZ essentielle Proteine und Wachstumsfaktoren bilden und somit für ihre Kultivierung erforderlich sind, durch menschliche Zellen ersetzt werden. Somit lassen sich seit kurzem hESZ kultivieren, die nie mit tierischen Zellen oder Bestandteilen (Seren) in Berührung gekommen sind, und die daher für den klinischen Einsatz zugelassen werden könnten. Da solche hESZ-Linien jedoch erst ab dem Jahr 2002 generiert wurden, ist ihr Einsatz in Deutschland aufgrund des gesetzlichen Stichtags 1. Januar 2002 nach dem Stammzellgesetz nicht zulässig.

Transdifferenzierung und Zellfusion: Mit SZ wird das Potenzial zur Transdifferenzierung assoziiert. Dabei entwickeln sich SZ eines Keimblattes in Zelltypen einer anderen Entwicklungslinie.

Dadurch ließen sich SZ aus regenerativen Geweben wie z. B. dem Knochenmark langfristig für den Zellersatz in wenig bzw. nicht regenerativen Geweben einsetzen. Allerdings könnten auch Zellfusionen eine Transdifferenzierung von Stammzellen vortäuschen.

Werden verschiedene Zelltypen miteinander kultiviert oder befinden sie sich in direktem Kontakt, so könnten diese unterschiedlichen Zellen miteinander verschmelzen. Es entsteht der fälschliche Eindruck, dass sich die Zellarten verändern und aus einem Zelltyp ein anderer geworden ist, wenn z. B. eine SZ nach der Verschmelzung das Aussehen einer ausdifferenzierten Körperzelle angenommen hat. Solche Fusionen wurden sowohl in Zellkultur als auch nach Transplantation von Zellen in Tier und Mensch beobachtet. Weiterhin muss, um eine Transdifferenzierung sicher zu belegen, die Identität und Homogenität der ursprünglichen Stammzellpopulation gesichert sein. Sollte sich unter den Ausgangszellen auch nur eine SZ eines anderen Keimblattes befinden, so könnten deren Abkömmlinge eine Transdifferenzierung vortäuschen.

Reproduzierbarkeit: Die Stammzellforschung in ihrer jetzigen Ausprägung ist ein relativ junges und sich sehr rasch entwickelndes Gebiet, so dass für viele Methoden, Techniken und Prozeduren noch keine standardisierten Verfahren existieren. Entsprechend gibt es oft Schwierigkeiten, Ergebnisse zu reproduzieren, da schon geringste Abweichungen eines Versuchsablaufs, z. B. von Komponenten des Kulturmediums, den resultierenden Zelltyp verändern können.




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