Mesenchymale Stammzellen: Kümmern sich als Sanitäter um kranke Zellen

Geheimnisvolle MSCs sind überall und allseits einsatzbereit

Fast überall im Körper befinden sich mesenchymale Stammzellen. Dieser besondere Stammzellentyp überrascht Forscher immer wieder mit neuen Eigenschaften. Sie scheinen fast magische Kräfte zu haben. Da in der Wissenschaftswelt das Wort „Magie“ ja eher selten verwendet wird, stellt sich die Frage: Was also ist dran an den mesenchymalen Stammzellen?

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Das biblische Gleichnis vom barmherzigen Samariter, der sich selbstlos um Kranke und Bedürftige kümmert, steht für die Nächstenliebe. Doch auch im Körper gibt es Zellen, die sich um kranke Zellen und Zellen in Not kümmern – die mesenchymalen Stammzellen. Sie sind die Samariter und Notfallhelfer des Organismus und an vielen komplexen Reparatur- und Regenerationsmechanismen beteiligt, sodass die Selbstheilungskräfte des Körpers gewahrt bleiben.

 

Botenstoffe und Zellen reparieren beständig Verletzungen

Kommt es zu einer Verletzung im Körper, eilt eine Armada an Zellen und Botenstoffen herbei, um den Schaden zu beheben – ganz gleich ob es sich um eine kleine Muskelverletzung oder eine größere Prellung handelt. Innerhalb weniger Tage ist das Problem behoben und alles wieder gut. Der Organismus verfügt über erstaunliche Selbstheilungskräfte und hat ein eigenes „Reparaturteam“. Die Wissenschaft hat hier noch immer nicht alle Prozesse und Regeln verstanden. Es gibt mehr Fragen als Antworten. Besonders geheimnisvoll erscheint dabei die Rolle der mesenchymalen Stammzellen (MSCs) zu sein.

Je mehr die Forscher über die Reparaturmechanismen lernen, desto mehr staunen sie über die Fähigkeiten der mesenchymalen Stammzellen. Einige Experten sprechen den MSCs sogar beinahe magische Fähigkeiten zu.

 

Mesenchymale Stammzellen kommen fast überall vor

Zunächst können mesenchymale Stammzellen in fast allen Körperregionen nachgewiesen werden. Bei Bedarf fungieren sie als eine Art stille Reserve und ersetzen ganz unterschiedliche Zelltypen. Die Als Stammzellen sind Teilung und Ausdifferenzierung auch ihre dringlichsten Aufgaben. Daneben scheinen sie sich aber auch um geschädigte Zellen zu kümmern – quasi sind sie die „Mutter Theresa des Körpers“. Die mesenchymalen Stammzellen versorgen geschädigte Zellen mit Hilfsstoffen, Erbgut-Abschriften (microRNA) und sogar mit Organellen. Sie fungieren damit als Sanitäter und spielen wohl bei der Gesundung von Geweben und Organen eine enorm wichtige Rolle.

Jedoch sind nicht alle in der Wissenschaftsgemeinde von den Samariter-Fähigkeiten überzeugt – auch weil das Thema mesenchymale Stammzellen sehr komplex und die Datenlage widersprüchlich ist. Durchgeführte Untersuchungen haben sehr gegensätzliche Ergebnisse geliefert.

 

Expertenstreit: Sind mesenchymale Stammzellen die Superstars oder ein Phantom?

Mesenchymale Stammzellen werden als multipotente Stammzellen beschrieben. Sie haben daher die Möglichkeit, sich in viele verschiedene Zelltypen auszudifferenzieren. Es wird vermutet, dass sie sich aus dem Mesoderm, einem der drei Keimblätter während der frühen Embryogenese, entwickeln. Davon leitet sich auch der Name ab.

Doch eine verbindlich festgelegte Definition der mesenchymalen Stammzellen fehlt bis heute. Die Diskussionen hierüber sind längst noch nicht abgeschlossen. Manche Forscher werfen ihren Kollegen sogar vor, sie würden Phantomen nachjagen, da es mesenchymale Stammzellen gar nicht gäbe. Demnach gäbe es keine Vielkönnerzellen, sondern die beobachteten Zellen wären allesamt gewebespezifisch. Sie ließen sich somit auch nicht auf gemeinsame Wurzeln zurückführen. Über die speziellen Fähigkeiten würden letztlich wohl auch andere Zelltypen verfügen.

Zwischen diesen diametralen Positionen „Superstars“ und „Phantome“ sind Vermittler gefragt. Fakt ist: Der Begriff „mesenchymale Stammzellen“ wurde von Menschen geschaffen. In der Natur finden sich scharfe Grenzen eher selten, die Übergänge sind oftmals fließend. Entscheidend für Zellen sei daher vielmehr die Veranlagung, Gewebe und Organe reparieren zu können und nicht die Bezeichnung und damit die Frage, ob es einen gemeinsamen Ursprung gibt.

 

Mesenchymale Stammzellen können unglaublich komplexe Prozesse steuern

Mesenchymale Stammzellen existieren auch außerhalb der Stammzellnische Knochenmark. Daher gibt es nicht die einen MSCs sondern verschiedene Subpopulationen, womit sich auch das weitverbreitete Vorkommen erklären lässt. Der entwicklungsbiologische Ursprung der mysteriösen Zellen ist nach wie vor nicht abschließend geklärt. Auch hier sind noch immer Überraschungen möglich.

Die Debatte über die Begrifflichkeit lenkt von den besonderen Eigenschaften der mesenchymalen Stammzellen ab. Sie sind in unglaublich komplexe Prozesse involviert. Sie können Organellen in kranke Zellen transferieren. So wurde ein Austausch von Mitochondrien beobachtet. Die Mitochondrien sind die zellulären Kraftwerke. Fehlen sie oder sind sie kaputt, steht der Zelle keine Energie zur Verfügung. Geschädigte, sich also in Regeneration befindende Zellen haben einen über das übliche Maß hinausgehenden Energiebedarf.

 

Samariter in der Not

Die mesenchymalen Stammzellen erkennen die Notsituation dieser Zellen und können Notfallhilfe leisten. Sie docken an den geschädigten Zellen an. Indem sie lange, hauchdünne Röhrchen ausbilden, können sie sich mit den geschädigten Zellen in Verbindung setzen. Die Leitungen fungieren als Transportkanal. Darüber werden Mitochondrien und andere Stoffe geliefert. Es findet damit quasi eine Mikrotransfusion statt, bei der die Stammzellen als Spender fungieren.

Außerdem können die mesenchymalen Stammzellen wachstumsfördernde Botenstoffe wie IGF-1 selbst produzieren und freisetzen. Diese Substanzen werden sicher verpackt, damit sie zu den Zielzellen gelangen können. Experten bezeichnen diesen Vorgang, also die Abgabe biochemischer Signale, als „parakrine Aktivität“. Den damit verbundenen Effekten wird ein großes medizinisches Potenzial nachgesagt, denn die mesenchymalen Stammzellen können auf das Immunsystem einwirken. Sie sind damit in der Lage, die körpereigenen Abwehrkräfte zu mobilisieren, aber auch zu dämpfen. Gerade diese Eigenschaft ist bei Autoimmunerkrankungen dringend nötig.

 

Mesenchymale Stammzellen können ein überschießende Immunreaktion zügeln

Das Immunsystem ist die Körperpolizei – eine Kombination aus Armee und Polizei, hochgerüstet und bis an die Zähne bewaffnet, mit zwei Zielen: Einerseits Eindringlinge und Feinde, also Viren, Pilze und Bakterien, zu bekämpfen und andererseits innere Störenfriede an der „kurzen Leine zu halten“. Hin und wieder schießt dabei das Immunsystem über das Ziel hinaus: Bei Diabetes greift es beispielsweise die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse an und zerstört sie langfristig. Somit ist die Regulierung des Blutzuckers nicht mehr möglich. Auch Entzündungsreaktionen können entgleisen. Hier droht bei der Sepsis, wie die Blutvergiftung im Medizinersprech heißt, sogar der physiologische Totalausfall. Zur Behandlung des fehlgeleiteten Immunsystems sind mäßigende Kräfte gesucht. Die mesenchymalen Stammzellen sind ein heißer Kandidat für diesen „Diplomaten-Job“.

Forscher weltweit versuchen daher, die Mechanismen der mesenchymalen Stammzellen zur Regulation des Immunsystems auf biochemischer Ebene zu entschlüsseln. Die für Forschungszwecke notwendigen mesenchymalen Stammzellen lassen sich aus Operationsabfall gewinnen. So könnte abgesaugtes Fettgewebe eine erstklassige Stammzellenquelle sein. Gelingt es den Forschern, die daraus gewonnenen Stammzellen im großen Maßstab zu züchten und dann Botenstoffe produzieren zu lassen, so stünden womöglich neue effiziente Medikamente zur Verfügung. Doch bis dahin wird es noch ein weiter Weg sein.

 

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