Stammzellen Anwendung

Regenerative Medizin: Ein Anwendungsgebiet für Stammzellen

Auf Biotechnologie-Blogs und in so manchem Wissenschaftsmagazin werden die Stammzellen als der Grundbaustein für individuelle Gesundheitstherapien in der Zukunft gefeiert. Was ist dran am Hype? Welche Anwendungsmöglichkeiten für Stammzellen gibt es heute schon und welche könnte es in Zukunft geben? familien-gesundheit.de verrät es!

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Konkrete Anwendungen für Stammzellen gibt es heute schon. Doch die Anzahl der zugelassenen Therapien ist überschaubar. Nichtsdestotrotz sind Wissenschaftler optimistisch, dass eine Reihe von Stammzellentherapien den Sprung vom Labor in die Praxis schafft und in Zukunft mit Stammzellen bislang unheilbare Krankheiten besiegt werden können.

 

Biotech-Blogs und so manches Wissenschaftsmagazin überbieten sich beim Lob auf das Potenzial der Stammzellen. Beinahe euphorisch werden die möglichen Anwendungen in der Medizin skizziert:

  • Ein neues Organ vonnöten? Wir hätten da was von „Tissue Engineering“!
  • Eine Autoimmunkrankheit? Nicht schlimm, das kriegen wir wieder in den Griff!
  • Großflächige Traumata durch Unfall oder OP? Ach, Zähne zusammenbeißen, Stammzellpflaster drüber und dann ist es auch fast schon wieder vergessen!

Zugegeben, die Wunderzellen „Stammzellen“ sind wirklich unglaublich. Und wenn sich nur die Hälfte der Versprechungen aufgrund ihrer Besonderheiten bewahrheitet, dann werden Stammzellen zweifelsohne die Medizin revolutionieren. Doch an welcher Stelle der Erfolgsgeschichte befinden wir uns gerade? Die Redaktion von familien-gesundheit.de nimmt eine Einordnung vor: Die Stammzellenforschung befindet sich längst nicht mehr am Anfang des Erkenntnisweges, da bereits konkrete Anwendungen existieren. Sie hat aber auch noch nicht das Ziel erreicht. Es gibt noch immer bislang unheilbare Krankheiten. Im Moment steht die Stammzellenforschung am Scheideweg und darum vor schwierigen Entscheidungen.

 

Die erste Anwendung von Stammzellen

Die Existenz von Stammzellen wurde erstmalig Anfang des 20. Jahrhunderts vermutet, aber lange Zeit konnte man den vermeintlichen Wunderzellen nicht wirklich auf die Spur kommen, denn sie lassen sich unter dem Mikroskop nur schwer von normalen Körperzellen unterscheiden. Doch im Gegensatz zu den ausdifferenzierten Zellen sind Stammzellen noch unfertig. Dieser Zustand zwischen Universalgenie und Spezialist macht sie so flexibel. Sie sind daher in der Lage, sich zu teilen und in verschiedene Zelltypen auszudifferenzieren. Damit übernehmen sie im Organismus eine Schlüsselfunktion: Sie regen Regenerations- und Reparaturmechanismen an. Ohne die Stammzellen würde jeder Mensch innerhalb kürzester Zeit versterben.

Seit den 1950er Jahren ist es möglich, Blutkrebs mit Hilfe einer „Knochenmarkstransplantation“ zu heilen. Dabei werden keine kompletten Knochen samt dem Mark transplantiert, sondern nur die Blutstammzellen von einem gesunden Spender auf einen kranken Empfänger übertragen. Sie sollen im Knochenmark des Patienten anwachsen und dort die gesunde Blutbildung neu starten. Bis heute ist das Verfahren weit über eine Million Mal erfolgreich angewendet worden. Die Stammzellentransplantation hat sich mittlerweile zu einer wichtigen Behandlungsoption bei weiteren Blutbildungsstörungen wie Anämien und Immundefekten wie SCID oder dem Wiskott-Aldrich-Syndrom entwickelt.

Inzwischen wurden Stammzellen in fast allen Organen und Geweben des Menschen entdeckt. Dieses Wissen weckt natürlich Begehrlichkeiten. Könnte man die Stammzellen nicht gezielt nutzen, um einige alte Geißeln der Menschheit endlich den Garaus zu machen? Genau daran arbeitet die Stammzellenforschung. Ganz oben auf der Liste der Krankheiten stehen Herzinfarkt, Schlaganfall, Demenz, Parkinson aber auch Amyothrophe Lateralsklerose, Rheuma, Diabetes oder Arthrose.

 

Stammzellen: Basis für Grundlagenforschung und Anwendungsforschung

Hier beschäftigt sich die Grundlagenforschung zunächst mit den Signalwegen. Sie will verstehen, wie Stammzellen und das umliegende Gewebe miteinander interagieren. Welche Signalwege regen Stammzellen zur Teilung an? Welche Botenstoffe und Wachstumsfaktoren setzen den Differenzierungsprozess in Gang? Wodurch werden die Wunderzellen geschädigt? Wie kann man die Alleskönnerzellen schützen? Erst wenn diese Fragen bis ins Detail geklärt sind, können konkrete Stammzellentherapien für die Anwendung entwickelt werden. Erste Heilversuche und Studien bestätigten bereits einige Hypothesen der Forscher, sodass sie die Ansätze weiterverfolgen. So ist es beispielsweise bereits gelungen, im Bioreaktor primitive Mini-Gehirne und einfache Herzen zu züchten. Experten sprechen dabei von sogenannten Organoiden. An ihnen lassen sich neu entwickelte Medikamente testen, sodass die Stammzellen heute schon aktiv dabei helfen, unnötiges Tierleid zu verhindern.

 

Ethik & Moral bei der Anwendung von Stammzellen: Darf die Büchse der Pandora geöffnet werden?

Bis es jedoch gelingt, vollfunktionstüchtige, menschliche Organe für Kinder und Erwachsene zu züchten, werden noch einige Jahre ins Land gehen. Das Tissue Engineering, also das Züchten von Geweben, steckt noch immer in den Kinderschuhen. Mit dem sich langsam etablierenden 3D-Druck-Verfahren steht jedoch jetzt eine Technik zur Verfügung, die die Anwendung von Stammzellen in Zukunft vereinfacht. Das 3D-Druckverfahren stellt dabei die komplexe, äußere Struktur des Organs als Blaupause bereit, die die Stammzellen im nächsten Schritt besiedeln. Nach dem Anwachsen im Bioreaktor beginnen die Stammzellen, sich in die benötigten Gewebezellen auszudifferenzieren und fertig wäre das neue, gesunde Organ. In Zukunft soll nicht nur die neue Herzklappe oder der benötigte Bypass, sondern auch der Ersatz für die verschlissene Bandscheibe oder ein neuer Lungenflügel aus dem 3D-Drucker kommen. Der Vorteil: Das „Ersatzteillager“ kann aus körpereigenem Gewebe bestehen. Damit sind die Mediziner nicht mehr auf passende Spenderorgane angewiesen und Abstoßungsreaktionen lassen sich so auch vermeiden.

Die Therapie mit Stammzellen steht dennoch an einem Scheideweg. Denn heute werden die moralischen Weichen für die Stammzellen-Anwendungen von morgen gestellt. Theoretisch ist es heute schon möglich, mittels Genome-Editing bestimmte Geninformationen in den Stammzellen auszulöschen, einzufügen oder abzuändern. Man kann dies sowohl bei einem Erwachsenen tun als auch bei einem wenige Tage alten Embryo.

Während man anfangs mit gesunden Stammzellen nur die im Laufe des Lebens entstandenen Schäden reparieren wollte, kann man heute mit manipulierten Stammzellen womöglich die krankheitsauslösenden Ursachen ein für alle Mal an der Wurzel packen. Was auf den ersten Blick klingt, als sei es zu schön, um wahr zu sein, öffnet aber auch die Box der Pandora hin zum Designer-Baby. Bereits heute gibt es sogenannte Rettungsgeschwister, also künstlich gezeugte Kinder, die mit ihrem Nabelschnurblut ihrem kranken Geschwisterkind helfen sollen.

Pflanzt man die korrigierten Geninformationen in die Zygote, die befruchtete Eizelle und damit Urstammzelle ein, so würden sie sich von einer Generation zur nächsten vererben. Welche Folgen dies langfristig für die Menschheit hat, lässt sich im Moment nur schwer abschätzen.
Hier müssen international verbindliche, einheitliche Reglementierungen geschaffen werden, um Forschung und Ethik miteinander in Einklang zu bringen. Dies ist eine enorme Herausforderung für die internationale Wissenschaftsgemeinde.

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