Oligopotente Stammzellen

Definition: Was sind oligopotente Stammzellen?

Der Begriff oligopotente Stammzellen lässt sich am besten mit „Wenigkönner-Zellen“ umschreiben. In der Hierarchie der Stammzellen nach ihrer Potenz ist dieser Stammzelltyp zwischen den multipotenten Stammzellen („Vielkönner-Zellen“) und den unipotenten Stammzellen (Einskönner-Zellen) angesiedelt. Es handelt sich demnach um Stammzellen, die sich innerhalb ihres Gewebetyps nicht mehr in alle Zelltypen entwickeln können wie die multipotenten Stammzellen. Den oligopotenten Stammzellen gelingt es, sich nur noch in wenige Zelltypen auszudifferenzieren. Sie markieren damit den Übergang vom Generalisten zum Spezialisten.

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Einordnung der Stammzellenarten in die Hierarchie nach dem Differenzierungspotenzial (Bildquelle: Eigene Grafik von familien-gesundheit.de)

 

Oligopotente Stammzellen: Wenn aus Generalisten Spezialisten werden

Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: Die hämatopoetischen Stammzellen sind multipotent. Durch die asymmetrische Teilung entstehen aus einer Mutterzelle zwei Tochterzellen. Während eine Tochterzelle die Eigenschaften ihrer Mutter erbt und damit multipotent bleibt, entwickelt sich die zweite Tochterzelle weiter. Sie wird je nach Veranlagung entweder eine lymphoide oder myeloische Stammzelle. Sie ist damit wesentlich festgelegter als ihre Mutterzelle. Damit hat die zweite Tochterzelle die Fähigkeit der Multipotenz verloren. Sie ist jetzt nur noch oligopotent.

Aus myeloischen Stammzellen können sich nicht mehr alle Blutzellen sondern nur noch Erythrozyten (rote Blutkörperchen), Thrombozyten (Blutplättchen) und Granulozyten sowie Monozyten entwickeln. Die beiden zuletzt genannten Zelltypen sind verschiedene Fresszellen und gehören damit zu den weißen Blutkörperchen. Diese Ausdifferenzierung wird als Myelopoese bezeichnet und ist Teil der Blutbildung (Hämatopoese). Die Myelopoese findet ausschließlich im Knochenmark statt.

Aus lymphoiden Stammzellen entwickeln sich weitere Zelltypen der Leukozyten, der weißen Blutkörperchen, die für die Immunabwehr zuständig sind – nämlich die T-Zellen, B-Zellen und natürlichen Killerzellen. Aus ihnen entstehen allerdings keine roten Blutkörperchen oder Blutplättchen mehr. Der Vorgang wird als Lymphopoese bezeichnet. Die Ausreifung beginnt bei den lymphoiden Stammzellen ebenfalls im Knochenmark, doch danach wechseln die Zellen in die Milz und den Thymus, wo ihre Entwicklung abgeschlossen wird. Die sogenannten Lymphozyten sind wichtiger Bestandteil des adaptiven Immunsystems. Sie müssen zunächst lernen, welche Stoffe gefährlich sind und welche keinen Schaden anrichten. So gelingt es später den Lymphozyten, Eindringlinge wie Viren und Bakterien zu identifizieren und abzuwehren.

 

Oligopotente Stammzellen: Für Medizin und Forschung im Einsatz

Oligopotente Stammzellen sind für die Wissenschaftler nicht ganz so interessant wie andere Stammzelltypen mit höherem Differenzierungspotenzial – beispielsweise die totipotenten, embryonalen Stammzellen. Dennoch übernehmen sie im Körper wichtige Aufgaben und können daher nicht außer Acht gelassen werden. Die Grundlagenforschung muss die Prozesse genau verstehen, die dazu führen, dass aus einer multipotenten Stammzelle eine nur noch oligopotente Stammzelle wird. Ansonsten lässt sich der große Traum des Tissue Engineerings nicht verwirklichen. Hier wollen die Forscher komplette Organe wie Herz, Lunge und Niere züchten. Doch kein Organ besteht aus nur einem einzigen Zelltyp. Hier ist das Zusammenspiel der einzelnen Protagonisten wichtig, um funktionsfähige Strukturen aufzubauen. Bei einer neuen Lunge werden beispielsweise Zellen benötigt, die die Oberfläche von Luftröhre, Bronchien und Lungenbläschen auskleiden. Dazu müssen Blutbahnen gezielt wachsen. Bis die neue Lunge aus dem 3D-Drucker wirklich implantiert wird, werden noch Jahre vergehen.

Doch bereits heute haben oligopotente Stammzellen Einzug in den Klinikalltag gehalten. Durch die Stammzellentherapie bei Blutbildungsstörungen schafften es die oligopotenten lymphoiden und myeloischen Stammzellen gemeinsam mit den mulitpotenten hämatopoetischen Stammzellen bereits zur Standardtherapie bei Leukämien, Anämien und Immundefekten.