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Donnerstag, 08. Dezember 2016
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Was sind Stammzellen?

Was sind Stammzellen?
In der Nabelschnur befinden sich besonders viele Stammzellen, weshalb immer mehr Eltern das Nabelschnurblut einlagern lassen
iStock/bhowie

Stammzellen sind besondere Zellen des Menschen, die sich noch zu verschiedenen Zelltypen und damit später zu unterschiedlichen Geweben und Organen entwickeln können. Sie spielen in Medizin und Forschung eine immer größere Rolle.

Stammzellen haben zunächst noch keine genaue Bestimmung. Sie sind ursprüngliche Zellen, die zwei besondere Fähigkeiten haben: sie können sich einerseits endlos teilen und können somit neue Stammzellen bilden, andererseits können sie sich spezialisieren. Das heißt, Stammzellen können zu den verschiedenen Zelltypen (z.B. rote oder weiße Blutkörperchen, Nerven-, Knorpel-, Knochen-, Herz-, Muskel- oder Leberzellen) ausreifen und so die unterschiedlichen Gewebe und Organe bilden.

Stammzellen sind besondere Körperzellen

Aus Stammzellen können sich alle möglichen Körperzellen entwickeln, also Blut, Muskeln, Nerven und Organe. Sie verfügen über die Fähigkeit, sich endlos teilen zu können. Stammzellen werden vor allem bei der Therapie von bösartigen Erkrankungen des Blutes, wie etwa Blutkrebs (Leukämie), eingesetzt. Bei der Stammzellentransplantation werden gesunde Stammzellen vom Spender zum Empfänger übertragen.

Innerhalb der Familie finden nur etwa ein Drittel aller Erkrankten einen geeigneten Spender. Die Stammzellenspende ist daher von großer Bedeutung für die Behandlung von schweren Krankheiten.

Forscher streben an, bei verletzten, erkrankten oder vorzeitig abgenützten Geweben oder Organen Stammzellen aus medizinischen Gründen zu transplantieren. Dadurch sollen geschädigte Organe durch außerhalb des Körpers gezüchtete, passende Zellen repariert oder ersetzt werden können. Auch werden derzeit Stammzellen in der Pharmaforschung eingesetzt. Allerdings ist noch unklar, welche Faktoren Stammzellen dazu veranlassen, sich in eine bestimmte Richtung zu spezialisieren.

Embryonale Stammzellen

Eine befruchtete Eizelle entwickelt sich durch Zellteilung innerhalb von vier Tagen zu einem Embryo von etwa 0,15 Millimetern Größe. Die Stammzellen eines Embryos sind in einem frühen Stadium in ihrer Funktion noch nicht festgelegt. Aus ihnen kann rein theoretisch jeder gebräuchliche Zelltyp und somit jedes Gewebe des menschlichen Körpers hervorgehen.

Embryonale Stammzellen werden hauptsächlich aus sogenannten "überzähligen Embryonen" im Zusammenhang mit künstlichen Befruchtungen oder aus dem Gewebe abgetriebener Föten gewonnen. Die Verwendung embryonaler Stammzellen gilt in Deutschland als ethisch und moralisch bedenklich und ist nur sehr eingeschränkt erlaubt.

Stammzellen durch Klonen

Der Begriff Klonen bezeichnet allgemein die künstliche Herstellung einer genetisch identischen Kopie eines Lebewesens durch Fortpflanzungstechnik. Beim so genannten therapeutischen Klonen werden aus den Körperzellen eines Patienten Embryonen geklont, aus denen sich nach wenigen Tagen embryonale Stammzellen gewinnen lassen. Ziel der Versuche ist es, dermaleinst aus diesen Stammzellen eigenes Gewebe für eine Transplantation erzeugen zu können, das vom Patienten nicht abgestoßen wird.

Erwachsenen-Stammzellen

Erwachsenen-Stammzellen findet man unter anderem im Knochenmark, im Blut, in verschiedenen Organen, im Knorpel, der Haut und dem Darm. Erwachsene Stammzellen sind nicht mehr so flexibel wie embryonale Stammzellen, sondern sie entwickeln sich in der Regel zu den Zelltypen "ihres" jeweiligen Organs, in dem sie bereits vorspezialisiert wurden. Allerdings ist es bereits unter Forschungsbedingungen gelungen, Stammzellen des Knochenmarks - aus denen sich normalerweise Blutzellen entwickeln, so umzuprogrammieren, dass sich daraus Nervenzellen entwickelten. Im Tierversuch ist dies auch noch mit verschiedenen anderen Geweben gelungen. Die Bedingungen und Faktoren allerdings, die eine solche Umprogrammierung ermöglichen, sind zur Zeit noch nicht geklärt.

Knochenmark

Die Gewinnung von Stammzellen aus dem Knochenmark erfolgt unter Vollnarkose durch Punktion des Beckenknochens mit einer langen Nadel an mehreren Stellen und Entnahme von etwa 500-1000ml Knochenmark. Dieser Vorgang ist schmerzhaft, birgt das übliche Risiko der Narkose und kann zu Entzündungen führen.

Blut

Stammzellen können auch aus dem zirkulierenden Blut isoliert werden. Weil dort aber nur sehr wenige Stammzellen vorhanden sind, ist eine Vorbehandlung des Spenders mit Wachstumsfaktoren notwendig, um die Ausbeute zu erhöhen. Diese Vorbehandlung ist zeitaufwendig und der Gesundheit nicht zuträglich.

Nabelschnurblut

Als relativ neue und vielseitige Quelle verschiedener Stammzellen gilt das Blut, welches nach der Entbindung in der Nabelschnur zurückbleibt. Diese Zellen sind zwar schon geringfügig geprägt, entsprechen aber noch am ehesten den embryonalen Stammzellen.

Stammzellen aus dem Nabelschnurblut können das blutbildende System des Menschen neu aufbauen oder für die Bildung von Leber-, Knorpel-, Muskel-, Herzmuskel- und anderem Gewebe eingesetzt werden. Diese Stammzellen können ohne medizinischen Eingriff problemlos und ohne Risiko gewonnen werden. Sie können für den Eigenbedarf gelagert oder aber gespendet werden.

Da Stammzellen im Körper rar sind, arbeiten weltweit Forscher daran, Stammzellen außerhalb des Körpers so zu vermehren, dass sich daraus ganze Organe entwickeln lassen.

Stammzellen spenden

Stammzellen aus dem Blut oder dem Knochenmark können von gesunden Menschen gespendet werden.

"Passende" Stammzellen finden

Entscheidend für die Kompatibilität zwischen Spender und Empfänger sind bestimmte Gewebemerkmale, die HLA. HLA steht für Human Leukocyte Antigen (deutsch: Humane Leukozyten Antigene). Diese Gewebemerkmale finden sich insbesondere in weißen Blutkörperchen und helfen dem Körper dabei, fremdes vom körpereigenen Gewebe zu unterscheiden. Jeder Mensch verfügt über seinen eigenen, einzigartigen HLA-"Code".

Als Spender und Empfänger infrage kommen also Menschen mit einem sehr ähnlichen HLA-"Code". Am ähnlichsten sind Gewerbemerkmale unter leiblichen Geschwistern.

Als Stammzellenspender registrieren

In Deutschland haben gesunde Erwachsene die Möglichkeit, sich in Stammzellenspender- oder Knochenmarkspenderdateien zu registrieren. Dabei geben sie zunächst eine Speichelprobe oder eine kleine Blutprobe ab. Die im Labor festgestellten Gewebemerkmale werden in Datenbanken registriert und ständig mit den Bedarfsdaten abgeglichen. Weltweit sind aktuell etwa zehn Millionen Spender registriert.

Ablauf einer Stammzellenspende

Kommt ein Mensch als Spender infrage, werden Stammzellen aus dem Blut (periphere Stammzellenspende) oder aus dem Knochenmark (Knochenmarkspende) entnommen.

Die periphere Stammzellenspende wird in den allermeisten Fällen durchgeführt. Die Spende selbst dauert einige Stunden. Hierbei wird der Blutkreislauf des Spenders ähnlich wie bei der Blutplasmaspende an ein Gerät angeschlossen. Die Stammzellen werden direkt aus dem Blut gewonnen. Um sicherzugehen, dass bei der Spende genügend Zellen vorhanden sind, nehmen Spender in den fünf Tagen vor der Stammzellenspende ein Medikament ein, das einen Übergang von Blutstammzellen in das Blut bewirkt. Ist die zunächst gewonnene Menge nicht ausreichend, kann die Spende am folgenden Tag wiederholt werden.

Bei der Knochenmarkspende werden die Stammzellen während einer Operation aus der Beckenschaufel entnommen. Für die Entnahme wird die Beckenschaufel punktiert und dabei etwa 1 Liter Flüssigkeit (Knochenmark und Blut) gewonnen. Hierfür ist ein mehrtägiger Krankenhausaufenthalt nötig. Die entnommene Menge Gewebe wird vom Körper innerhalb von zwei Wochen wieder hergestellt.

Die Wundheilung verläuft in der Regel unproblematisch. Wundinfektionen oder Blutungen können nach der Operation eintreten. Daher bleiben Spender noch zwei bis drei Tage nach der Spende im Krankenhaus. Verdienstausfall sowie alle Kosten rund um den Eingriff werden erstattet.

Risiken der Stammzellenspende

Die Stammzellenspende aus Blut ist risikoarm. Lediglich das vor der eigentlichen Spende einzunehmende Medikament kann Nebenwirkungen wie Abgeschlagenheit, Kopf- und Gliederschmerzen verursachen. Die Knochenmarkspende findet unter Vollnarkose statt, daher bestehen bei dieser Spendeform allgemeine Narkoserisiken wie Störungen des Herz-Kreislaufsystems sowie Wundheilungsstörungen oder Nachblutungen.

Stammzellenspenderdateien

In jeder größeren Stadt gibt es heute die Möglichkeit, Stammzellen zu spenden. Eine Übersicht über die Spenderdateien finden Sie auf der Website des Zentralen Knochenmarkspender-Register Deutschland (ZKRD): http://zkrd.de/de/adressen/11.

Autor:
Letzte Aktualisierung: 03. Mai 2016
Quellen: Online-Informationen der Uniklinik Köln: http://transfusionsmedizin.uk-koeln.de/blutspendezentrale/stammzellspende (Stand: 2014); Online-Informationen des ZKRD: http://zkrd.de/de/ (Stand: 2014)

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