Regenerative Medizin
Stammzellen
Stammzellen
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Lernkarten
Eigenschaften Stammzellen
- unreife, undifferenzierte Zellen die Pluri-, Omni-, Totipotent sind mit sehr hohem Wachstumspotential
--> exponentielle Replikation - lebenslange Präsenz
- Differenzierung
- Fähigkeit in reife Stadien und wenn notwendig in versch. Gewebe differenzieren zu können um kurzlebige ( Darmepithel ) oder reife Gewebeelemente zu erneuern
- Dedifferenzierung
- Transdifferenzierung
- Plastizität
- Selbsterneuerung
- Fähigkeit neue Stammzellen auszubilden mit ident. Potential zur Proliferation, Expansion und Differenzierung, um somit den Pool der SZ zu erhalten.
- Selbstorganisierung
- Fähigkeit Differenzierung und Selbsterneuerung entsprechend den Umgebungssignalen und genetischen Rahmenbedingungen zu modulieren und auszubalancieren
Pluripotenz
Fähigkeit zur Bildung vieler, aber nicht aller Zellen --> somatische Stammzellen
Omnipotenz
Fähigkeit zur Bildung aller Zellarten des Körpers (Einzelne embryonale Stammzelllinien und manche somatische SZ)
Totipotenz
- Omnipotenz + Fähigkeit zur Selbstorganisation
- Bildung eines lebensfähigen Individuums
- z.B. Zygote, Blastomeren, (früher) Embryoblast, einzelne ES-Zelllinien (frühe Passage)
Dedifferenzierung
hängt von der Situation ab!
- z.B bei Krebs, unkontrollierte Mutation
- Rückschritt in eine embryonale Situation
- Rückdifferenzierung; Karzinogenese
- biolog. Prozess bei dem Zellen ihre Zelltyp spezifische Eigenschaften verlieren und einen SZ-Charakter bekommen
Transdifferenzierung
Veränderung einer SZ eines Keimblatts in eine SZ eines anderen Keimblatts
Plastizität
Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen
- Übernahme von anderen Funktionen
- z.B NZ im Darm verändern sich um z.B. die Stenose zu überwinden. --> "kämpfen" dagegen an und verändern sich
Teratokarzinom
Ein Keimzelltumor der sich aus Pluripotente Stammzellen entwickelt und Komponenten aller 3 Keimblätter enthält
Embryonale SZ
- Vielversprechende Modellsysteme für die Untersuchung von Fragen zur Zelldifferenzierung
- Verlockende alternative zum Organersatz/Reparatur
- Unter ethischen Gesichtspunkten sehr problematisch
- Vernichtung von Embryonen oder verbrauchende Embryonenforschung
- Alternative: Nutzung bereits vorhandener embryonaler Stammzelllinien, ebenfalls problematisch
- unterliegen ebenfalls einer Alterung (wenn auch einer relativ langsamen)
- Akkumulation genetischer und epigenetischer Aberationen, was zur Notwendigkeit der Generierung neuer ES-Linien führt
Adulte Stammzellen
- postnatalen Ursprungs und befinden sich durchweg in einem reifen Gewebe
- Adulte Stammzellen aus dem Knochenmark können in Knochen, Leber, Muskel, Herzmuskel und zu Nervenzellen differenzieren
- Möglichkeit, sie vom Patienten selbst zu gewinnen und nach erfolgter Expansion, ohne Immunsuppression zurückzugeben
- Keine ethischen Bedenken
hämatopoetische SZ-Nische
wird aufrechterhalten durch:
- parakrine Signale zw. HSZ und Blutkapillare
- direkten Kontakt zu Osteoblasten
- Stammzellen kommunizieren untereinander über Freisetzung von Faktoren
- ohne Kontakt würden SZ proliferieren bzw. differenzieren
epitheliale SZ-Nische
aufrechterhalten durch:
- direkten Kontakt zur Nachbarzelle und Basalmembran sowie Blutkapillare
(Allgemein) => durch bestimmten Stimulus oder Veränderung der Mikroumgebung passen sich die Nischen an z.B. Kapillare im Herzmuskel --> müssen neu gebildet werden um sich an Anforderungen anzupassen!
wenn Herz größer wird --> mehr Kapillaren müssen gebildet werden um größeres Gewebe zu versorgen
drei Hauptstrategien als klinischer Ansatz der regenerativen Medizin
- Zelltranplantation
- Tissue engineering
- Induktion von Regeneration
Zelltranplantation
neue Zellen um Gewebe zu erschaffen; bsp. --> Herzinfarkt -->Kardiomyozyten werden direkt in defektem Gewebe injiziert
- autologe, allologe oder xenologe Zellen die transplantiert werden
- differenzierte zellen, fetale Zellen, ESZ, ASZ
- nicht modifiziert oder genetisch verändert
- ESZ kommen aus der inneren Zellmasse der Blastocyste
Induktion von Regeneration in Situ
Spontane, intrinsische Selbstheilung z.B mit Medikamente Signalwege gezielt antreiben
- Faktoren von Stammzellen die auf parakrine Weise abgegeben werden, werden identifiziert um diese therapeutisch durch lokal. Applikation zu nutzen
Notwendige Voraussetzungen hierfür sind:
- Entsprechend stimulierbare Zellen müssen im Gewebe oder im Blut vorhanden sein
- Möglichkeit der Differenzierung reifer Zellen
- Kenntnis der Signalwege ind involvierter Faktoren: Welche Wege führen z.B. zur Narbenbildung, welche zur regeneration?
