Welche Arten von Stammzellen gibt es?

Embryonal, fetal, adult oder induziert – es gibt viele Arten von Stammzellen. Manchmal ensteht aus ihnen ein ganzer Mensch, meist sind es aber nur einzelne Gewebe.

Unterschiedliche Stammzellarten

Die Vielzahl der Stammzellarten mag auf den ersten Blick verwirren, doch sie unterscheiden sich meist nur in zwei Eigenschaften: Herkunft und Ent­wicklungs­fähigkeit. Zwischen diesen Eigenschaften besteht ein enger Zusammen­hang – je jünger eine Stammzelle, desto entwicklungsfähiger ist sie.

Die entwicklungsfähigste Stammzelle ist das befruchtete Ei, auch Zygote genannt. Sie bringt nicht nur den Embryo, sondern auch einen Teil der Plazenta hervor – Voraus­setzung dafür, dass sich das Kind im Mutterleib entwickeln kann. Die Eizelle ist totipotent: Aus ihr kann ein Mensch entstehen. Diese Fähigkeit geht bereits nach der zweiten oder dritten Zellteilung verloren.

Pluripotente Stammzellen

Etwa fünf Tage nach der Befruchtung entwickelt sich die Blastozyste, die sich in der Gebärmutter einnistet. In diesem Stadium werden embryonale Stammzellen gewonnen1. Aus embryonalen Stammzellen kann sich jedes menschliche Gewebe entwickeln, aber kein vollständiger Mensch. Daher bezeichnen Forscher sie als pluripotent.

Später in der Entwicklung des Embryos entsteht eine weitere Art von Stammzellen, deren Entwicklungspotenzial noch weiter eingeschränkt ist. Fetale Stammzellen sind eine Übergangsform, in ihnen mischen sich die Eigenschaften von adulten und embryonalen Stammzellen.

Multipotente Stammzellen

Nach der Geburt enthält der Körper adulte Stammzellen, die nur noch Zellen eines einzelnen Organs hervorbringen2. Es sind multipotente Zellen, die in vielen menschlichen Geweben vorkommen. Besonders häufig sind sie in Organen, die großen Belastungen ausgesetzt sind – deren Regeneration ist die Hauptaufgabe der adulte Stammzellen. Sie werden häufig aus Knochenmark, Haut oder Nabelschnurblut gewonnen.

Doch nicht jedes Organ ist auf sie angewiesen. Herz, Gehirn und Bauchspeicheldrüse erneuern sich bei Erwachsenen fast überhaupt nicht mehr, und so finden sich dort keine – oder zumindest nur sehr wenige – adulte Stammzellen.

Stammzellen von Menschenhand

Neben den natürlichen Stammzellen gibt es auch solche, die im Labor erzeugt werden. Eine der ersten Methoden war der somatische Kerntransfer: Der Kern einer normalen Körperzelle wird dabei in eine Eizelle überführt, deren eigener Kern zuvor entfernt wurde. Im Frühjahr 1997 gelang der erste erfolgreiche Kerntransfer bei Säugetieren3: Das Klonschaf Dolly war damals eine Sensation.

Doch mittlerweile hat eine jüngere Methode dem Kerntransfer den Rang abgelaufen: 2006 gelang es dem späteren Nobelpreisträger Shinya Yamanaka, Gewebezellen durch das Einschleusen von vier Genen zu Stammzellen umzuprogrammieren. Die induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) verhalten sich ähnlich wie embryonale Zellen – ihre Entwicklungsfähigkeit hat der Stammzellforschung und -medizin großen Auftrieb gegeben4.