Unipotente Stammzellen

Definition: Was sind unipotente Stammzellen?

Die Bezeichnung unipotente Stammzellen lässt sich am besten mit „Einskönner-Zellen“ erklären. In der Rangordnung der Stammzellen nach ihrer Potenz ist diese Sorte von Stammzellen auf dem letzten Platz angesiedelt. Es handelt sich demnach um Vorläuferzellen, die sich nur noch in einen Zelltypen entwickeln können. Damit unterscheiden sich unipotente Stammzellen erheblich von den Universal-Genies wie den totipotenten Stammzellen. Und dennoch haben die Spezialisten mit ihnen Gemeinsamkeiten: Sie stoßen Reparatur- und Regenerationsprozesse an – eine Fähigkeit, die normale, adulte Körperzellen nicht mehr besitzen.

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

Trotz extrem eingeschränktem Differenzierungsspektrum sind unipotente Stammzellen für die Forschung wichtig. Denn im Vergleich mit den anderen Stammzelltypen lassen sich so besondere Marker herausarbeiten, die eine einfachere Identifikation und Isolierung ermöglichen. Solche Verfahren werden in der Stammzellenforschung benötigt, um im Labor größere Mengen an Stammzellen zu kultivieren, denn mit nur einer Stammzelle lässt sich im Normalfall keine Stammzellentherapie starten.

 

Unipotente Stammzellen: Spermatogoniale Stammzellen

Besonderes Augenmerk legen die Wissenschaftler auf die spermatogonialen Stammzellen, die zu den unipotenten Stammzellen gehören. Aus diesen Vorläuferzellen entstehen im Hoden die Samenzellen. Der Vorgang wird Spermatogenese genannt. Im gesunden Hoden eines Mannes im zeugungsfähigen Alter entstehen dabei pro Sekunde mehr als 1.000 Spermien. Die Vorläufer der spermatogonialen Stammzellen werden übrigens primordiale Keimzellen genannt. Forscher konnten nachweisen, dass diese beiden Stammzellentypen trotz ihrer Spezialisierung Merkmale aufweisen, die ansonsten nur den pluripotenten Stammzellen zugeschrieben werden. Sie können sich sowohl im lebenden Organismus als auch im Labor zu Geweben aller drei Keimblätter (Mesoderm, Endoderm und Ektoterm) entwickeln. Geschieht dies im lebenden Organismus, so entwickelt sich ein Teratom, eine außergewöhnliche Sorte von Tumoren.

 

Unipotente Stammzellen: Fibroblasten

Auch bei den Fibroblasten handelt es sich um unipotente Stammzellen. Sie entwickeln sich aus mesenchymalen Stammzellen und können sich zu Fibrozyten ausdifferenzieren. Fibroblasten sind ein wichtiger Bestandteil des Bindegewebes und für die Produktion von Kollagen zuständig. Dieses stützt die extrazelluläre Matrix und sorgt damit für die Regulation des Wassergehaltes von Geweben aber auch für Elastizität und Zugfestigkeit – beispielsweise bei Knochen, Sehnen und Bändern.

Fibroblasten können im Zustand der Unipotenz als bewegliche Zelle im Bindegewebe verharren. Auf einen Außenreiz hin wie eine Verletzung erfolgt dann der letzte Schritt der Ausdifferenzierung zu Fibrozyten. Von nun an sind sie fix, d. h. unbeweglich. Sie verbinden die Zellen untereinander und bilden so ein dreidimensionales Gefüge. Sie sind daher bei der Wundheilung extrem wichtig. Experten sprechen bei Fibroblasten und Fibrozyten defacto über den gleichen Zelltyp – allerdings mit unterschiedlichem Aktivierungszustand. Fibrozyten selbst besitzen für adulte Körperzellen eine bemerkenswerte Fähigkeit: Sie können sich teilen und Fibroblasten hervorbringen und damit weitere Vorläuferzellen ins Rennen schicken. Gerade für die Narbenbildung und Wundheilung ist diese Fähigkeit von großer Bedeutung.