Somatische Stammzellen

Definition: Was sind somatische Stammzellen?

Es sei eine kurze Bemerkung vorweg zwecks besserer Einordnung gestattet: Die Klassifikation nach dem Differenzierungspotenzial ist eine von drei Möglichkeiten, Stammzellen zu unterscheiden. Neben dem Zelltyp bietet sich auch das ontogenetische Alter an. Diese Unterscheidung stellt bei Stammzellen die Frage nach dem Zeitpunkt, denn bestimmte Stammzellenarten entwickeln sich in einer genau geregelten Abfolge während der Entwicklung des Organismus. Hierbei wird zwischen embryonalen, fetalen, neonatalen und adulten Stammzellen unterschieden. Letztere kommen im Körper nach der Geburt vor – also bei Kindern und Erwachsenen. Genau genommen sind die neonatalen Stammzellen lediglich ein Subtyp der adulten Stammzellen, denn sie können nur in einer kurzen Zeitspanne unmittelbar nach der Geburt gewonnen werden. Nach dem Abnabeln muss das Nabelschnurblut Neugeborener aufgefangen und eingelagert werden. Auch enthält das Nabelschnurgewebe selbst viele Stammzellen, sodass hier eine Aufbewahrung ebenso interessant und mittlerweile möglich ist. Die neonatalen Stammzellen haben ganz besondere Eigenschaften, sodass eine feinere Abgrenzung gegenüber den adulten Stammzellen durchaus Sinn macht.

Die adulten Stammzellen werden auch als somatische Stammzellen bezeichnet. Ihr Name stammt vom griechischen Wort „soma“ ab. In der Übersetzung bedeutet das so viel wie „Körper“ oder „Leib“. Somatische Stammzellen sind also laut wörtlicher Übersetzung die für das Körpergewebe und den Leib zuständigen Stammzellen. Sie sind in der Regel multipotent und in der Lage, sich zu den Körperzellen des Organs oder des Gewebes zu entwickeln, in dem sie sich befinden. In der Klassifikation der Stammzellen müssten somatische Stammzellen demnach der Unterscheidung nach dem Zelltyp zugeordnet werden.

 

Abgrenzung somatische Stammzellen und primordiale Stammzellen

Der Name somatische Stammzellen wird auch in Abgrenzung zu den primordialen Stammzellen genutzt. Bei diesen handelt es sich um die Vorgängerzellen der Keimzellen (Gameten). Beim Mann entstehen aus den primordialen Stammzellen die Spermien, also die Samenzellen. Bei der Frau entstehen aus ihnen die Oocyten, also die Eizellen. Der Zelltyp der Gameten zeichnet sich durch eine ganz besondere Eigenschaft aus. Er besitzt nur einen einfachen Chromosomensatz, ist also haploid. Erst durch die Verschmelzung von Samenzelle und Eizelle entsteht die Zygote. Die zwei haploiden Chromosomensätze werden vereinigt. Demnach verfügt die befruchtete Eizelle wieder über einen diploiden Chromosomensatz. Normale Körperzellen, die sich aus den somatischen Stammzellen entwickeln, haben dagegen generell immer einen diploiden Chromosomensatz.

Die primordialen Stammzellen separieren sich zu einem sehr frühen Zeitpunkt in der Embryonalentwicklung von den übrigen Zellen. Sie können aus abgetriebenen Feten gewonnen werden und weisen Eigenschaften auf, die sonst nur die pluripotenten, embryonalen Stammzellen auszeichnen.

 

Aufgaben der somatischen Stammzellen

Bereits bei der Geburt sind alle Organe des Menschen vollständig ausgebildet und nehmen direkt ihre Funktion auf. Die Erhaltung von Organen und Geweben ist letztlich die Aufgabe der somatischen Stammzellen. Sie schieben Regenerationsprozesse bei Verletzungen und Krankheiten an.

Mittlerweile haben Forscher in fast allen Organen somatische Stammzellen nachgewiesen. Dabei entzogen sich die neuronalen Stammzellen im Erwachsenengehirn lange Zeit einer Entdeckung. Erst 1998 konnte sie der schwedische Wissenschaftler Peter Erikson nachweisen. Bis dahin galt unter Neurologen die Annahme, dass im Gehirn keine Stammzellen existieren würden und sich somit auch nichts regenerieren könnte. Doch auch im Gehirn von Erwachsenen bilden sich beständig neue Nervenzellen.

Experten kennen Unterschiede in der Regenerationsfähigkeit verschiedener Organe. Diese sind in der Anzahl an vorhandenen somatischen Stammzellen begründet. Im Knochenmark oder im Darm gibt es sehr viel mehr adulte Stammzellen als in der Leber oder im Gehirn. Dort müsste man zur Isolation der Stammzellen viel Gewebematerial entnehmen, um eine ausreichend große Zellmenge für Therapien gewinnen zu können. Damit würde man aber die Zerstörung des Organs in Kauf nehmen. Das ist bekanntlich nicht der Weisheit letzter Schluss. Forscher suchen daher nach Alternativen, um die benötigten Stammzellen künstlich kultivieren zu können.

 

Anwendung somatischer Stammzellen

Seit mehreren Jahrzehnten sind somatische Stammzellen nicht mehr aus der Medizin wegzudenken. Ihren Siegeszug traten sie mit der Behandlung von Leukämie und anderen schweren Blutbildungsstörungen sowie Immundefekten an. Häufig ist hier die Stammzellentransplantation die einzige Chance für die Patienten, um wieder vollständig gesund zu werden und ein normales Leben zu führen.

Mit der Übertragung der hämatopoetischen Stammzellen starten die Mediziner das blutbildende System und das Immunsystem neu. Im Jahr 2012 wurde die einmillionste Blutstammzelltransfusion weltweit durchgeführt. Die Stammzellen werden entweder von erwachsenen Spendern gewonnen oder stammen aus dem gespendeten Nabelschnurblut von Neugeborenen. Bei der Stammzellenspende per Stammzellapherese werden gesunde, somatische Stammzellen aus dem Blut eines passenden Spenders herausgefiltert und nach erfolgreichem Abschluss von Chemotherapie und Bestrahlung dem Patienten intravenös verabreicht. Die Stammzellen wandern über die Blutbahn ins Knochenmark, siedeln sich dort an und übernehmen die zugedachten Aufgaben: Die gesunde Blutbildung startet.

Mittlerweile gibt es über 80 Krankheitsbilder, bei denen bereits Kenntnisse aus Heilversuchen, ersten klinischen Studien oder vollständigen Therapien auf Basis der Stammzellen zur Verfügung stehen. Damit entwächst die Stammzellentherapie langsam aber sicher den Kinderschuhen. Die Medizin der Zukunft setzt auf die somatischen Stammzellen. Experten zeigen sich begeistert vom Potenzial der aus Hautzellen gewonnenen induzierten, pluripotenten Stammzellen (IPS). Diese sind eine Alternative zu den ethisch hoch umstrittenen embryonalen Stammzellen und wahre „Vielkönner“. Das Ausgangsmaterial, normale Hautzellen, lässt sich leicht durch eine Hautbiopsie gewinnen. Die Zellen sind so robust, dass sie die Prozedur der Reprogrammierung überleben und sich anschließend im Labor vermehren lassen. Die entstandenen Stammzellen sind in der Lage, sich zu nahezu jedem Zelltyp auszudifferenzieren.

IPS-Zellen sollen beispielsweise auch die Behandlung von Verbrennungen revolutionieren. Wissenschaftlern ist es mittlerweile gelungen, aus murinen Stammzellen künstliche Mäusehaut zu züchten. Diese ähnelt sehr stark normaler Haut, denn sie besitzt sogar Haarfollikel und Talgdrüsen. In wenigen Jahren könnte diese Anwendung auch für den Menschen zur Verfügung stehen. Dann haben Opfer von schweren Verbrennungen und Verätzungen deutlich verbesserte Versorgungsmöglichkeiten. Damit einher geht gewiss auch ein Anstieg der Lebensqualität, weil sich die Patienten dank der in ausreichender Menge kultivierbaren, künstlichen Haut nicht wieder und wieder Eigenhauttransplantationen und der Korrektur von Narben unterziehen müssten.