Stammzellen sind Zellen, die zur Heranbildung von Lebewesen benötigt werden. Das Leben begann aus einer Ei- und einer Samenzelle, woraus sich eine gereifte Zelle formierte. Durch Vermehrung ist diese Zelle imstande, einen Menschen entstehen zu lassen. Aus diesen rudimentären Zellen bilden sich Blastozysten, die embryonale Stammzellen enthalten. Sie sind immer noch relativ unbestimmt und besitzen die Fähigkeit, sich endlos zu teilen und sich in jede der 220 menschlichen Zelltypen zu entwickeln.
Diese embryonalen Zellen werden als totipotent beschrieben (das bedeutet soviel wie "für alles potent") und sind imstande, sich in jede Art von Zelle zu differenzieren. Die embryonale Stammzelle ist die mächtigste aller Stammzellen. Sie entwickelt sich in einen spezifischen Typ von Zelle und dadurch verlieren sie ihre Allround-Fähigkeit. Gereifte, differenzierte Zellen haben die Aufgabe, spezielle Funktionen in unserem Körper zu übernehmen, zum Beispiel, sich in Nervenzellen zu verwandeln, welche elektrische Impulse leiten; weiters in kontrahierende Muskelzellen oder in ß-Zellen der Pankreas, um Insulin zu produzieren.
Die Haut erneuert sich im Laufe des Lebens selbst, Verletzungen heilen und Haare wachsen. Bis zum Ende unseres Lebens besitzen wir Zellen, die ziemlich unspezifiziert sind, die Fähigkeit zur Teilung besitzen und dem Organismus helfen, sich selbst zu regenerieren und reparieren. Diese Zellen werden autologe adulte Stammzellen genannt (autolog = des eigenen Körpers) und im Knochenmark produziert, in der Leber und einigen anderen Organen. Diese Zellen sind pluripotent (was bedeutet, dass sie sich in bestimmte Zelltypen verwandeln können) und verantwortlich für die Reparatur von Gewebe sind. Wenn adulte Stammzellen einer Person für die Behandlung einer anderen Person eingesetzt werden, nennt man dies allogene, bzw. heterogene Stammzellen. Genetisch müssen diese allogenen Zellen mit dem Empfänger abgeglichen werden. Im Falle einer Ungleichheit werden die Zellen vom Körper des Empfängers zerstört und abgestoßen. Diese verursachte Abstoßungsreaktion bezeichnet man als immunogen.
Letztendlich, während der Schwangerschaft, enthält die gebildete Nabelschnur Blut, das reich an Stammzellen ist und diese Zellen sind ebenfalls pluripotent. Man nennt sie Nabelschnur-Stammzellen. Diese Nabelschnur-Stammzellen sind weniger immunogen verglichen mit den allogenen Stammzellen und können für die Behandlung des Kindes, der Geschwister und der Eltern eingesetzt werden.
Autologe Stammzellen
Autologe und allogene Stammzellen sind grundsätzlich von derselben Art, mit dem Unterschied, dass autologe Stammzellen ein- und derselben Person entnommen und transplantiert werden. Ist Gewebe im Körper beschädigt, so dringen die autologen Stammzellen in das beschädigte Areal vor und initiieren den Heilungsprozess.
Autologe Stammzellen sind entscheidend im täglichen Lebensprozess. Ohne jene Zellen stirbt der Mensch. Beispielsweise werden unsere roten Blutkörperchen alle 3 Monate durch Stammzellen ersetzt, da sie nicht mehr imstande sind, ausreichend Sauerstoff zu transportieren.
Autologe Regeneration
Stammzellen sind also fähig, selbständig in das betroffene Areal zu dringen, um den Reparaturmechanismus zu initiieren (dieser Vorgang wird als "Homing" bezeichnet). Stammzellen können manchmal nicht okkludierte Blutgefäße durchdringen oder aber die Verletzung ist so groß, dass die Anzahl der verfügbaren Zellen zu niedrig ist, um den vollständigen Heilungsmechanismus herzustellen. Ein weiteres Problem ist, dass Stammzellen auch altern und ihr regeneratives Potenzial nach und nach verlieren. Die Stammzellen von einem Kind sind wesentlich potenter als Stammzellen einer 75 Jahre alten Person. Bei Vorliegen eines genetischen Defektes haben die Stammzellen denselben genetischen Abdruck sowie die daraus gebildeten Zellen. Dieses Faktum bedeutet nicht, dass man jene Erkrankungen nicht mit Stammzellen behandeln kann. Bei zahlreichen Erkrankungen sind Stammzellen dennoch imstande, Lebenszeit zu gewinnen und die beschädigten Zellen zu ersetzen. In diesem Falle ist der Effekt temporär gegeben.
Der Einsatz autologer adulter Stammzellen
Behandlungen mit Stammzellen sind nicht neu. Seit über 40 Jahren werden Stammzellen verwendet, um bestimmte Formen von Krebs, genauer gesagt Leukämie, zu behandeln. Die Verwendung von autologen adulten Stammzellen ist ethisch und gesetzlich weitestgehend akzeptiert. In Europa werden gewonnene Stammzellen als Advanced Medicinal Product, als Medizinprodukt, angesehen und Unternehmen, die Stammzellen für die klinische Anwendung verarbeiten, müssen strenge Richtlinien erfüllen, wie etwa eine Herstellungs-Lizenz der National oder European Regulatory Agencies.
Die Verwendung von autologen Stammzellen ist schon lange nicht mehr nur auf Tierversuche beschränkt. Weltweit herrscht bereits ein dichter Erfahrungshorizont beim Einsatz von autologen Stammzellen und der Behandlung aller Arten von akuten und chronischen Erkrankungen, besonders an Universitätskliniken.
Mechanismus autologer adulter Stammzellen
Die Art und Weise, wie Stammzellen im Heilungsprozess im Detail agieren, ist noch immer unklar. Lange Zeit ist man davon ausgegangen, dass diese Zellen einfach beschädigte Zellen durch neue ersetzen. Dies ist bis zu einem gewissen Grad der Fall, aber die jüngste Forschung hat ergeben, dass Stammzellen darüber hinaus Heilung bewirken, indem sie das umliegende Areal der betroffenen Stelle im Körper beeinflussen. Dies geschieht über verschiedene Arten von Substanzen (trophische Faktoren, Wachstumsfaktoren, Entzündungshemmer, etc.), die eine neuerliche Beschädigung der Zellen, bzw. Zelltod verhindern und lokale Stammzellen dazu stimulieren, sich zu differenzieren und die beschädigten Zellen zu ersetzen.
Abhängig vom jeweiligen Stadium einer Erkrankung können Stammzellen in anderer Weise agieren. Beispielsweise bei akuter Rückenmarksverletzung können injizierte Stammzellen entzündliche Prozesse unterdrücken und weiteren Zelltod verhindern. In einem eher chronischen Stadium generieren Stammzellen jene trophischen Faktoren, die neuralen Wachstum fördern.
Qualität von Stammzellen
Die Qualität der Stammzellen ist von großer Wichtigkeit für die Behandlung. Das Altern selbst beeinflusst die Qualität der Stammzellen, was von Bedeutung ist für die Strategie der zu behandelnden Erkrankungen. Beispielsweise besitzen Kinder eine höhere Anzahl von Stammzellen pro ml Knochenmark als eine 75 Jahre alte Person.
Weiters scheint die Fähigkeit der Stammzellen zur Differenzierung höher bei Kindern als bei älteren Personen. Chronische Erkrankungen könnten ebenfalls die Qualität der Stammzellen beeinflussen.
