Vorlesungsankündigung:

„Stammzellen und Klonen“

Prof. Dr. med. Lukas A. Huber (Inst. Anatomie und Histologie, lukas.a.huber@uibk.ac.at)

&Prof. Dr.med. Dr.theol. Stephan P. Leher (Inst. Systematische Theologie,

stephan.leher@uibk.ac.at)

22. - 24. Mai 2002, Hörsaal Histologie 2.Stock, täglich 16.00-18:00 Uhr

Themen

• Stammzellen: Definition, Beispiele

• Totipotenz

• Embryonale Stammzellen: Gewinnung, Klonen

• Adulte Stammzellen

• Nabelschnurstammzellen

• Anwendungen

Stammzellen

• Eine Stammzelle ist eine Art Ursprungszelle, die sich unbegrenzt vermehren und alle Zelltypen des Körpers bilden kann (zum Beispiel Muskelzelle, Nervenzelle, Blutzelle).

• Diese Fähigkeit der Stammzellen bezeichnet man als Pluripotenz / Totipotenz.

Stammzelle teilen sich asymmetrisch

• Jede Tochterzelle kann entweder eine Stammzelle bleiben oder eine terminal differenzierte Zelle werden

• Selbsterneuerung

Stammzelle

Terminal differenzierte Zelle

Sel

bste

rneu

erun

g

Asymmetrie durch Umgebung

• Tochterzellen initial sehr ähnlich

• Umgebung beeinflusst Entwicklung

• Anzahl der Zellen kann der biologischen Nische rasch angepasst werden

Stammzelle

Sel

bste

rneu

erun

g

Schnelle Amplifikation -> Nische

Hämatopoetische Stammzellen

Asymmetrie der Teilung

• Interne Asymmetrie

• Determinante nur an eine Tochterzelle weitergegeben

• Schon bei der Geburt der Zelle festgelegt

Stammzelle

Sel

bste

rneu

erun

g

Asymmetrie der Teilung: Im Nervensystem

Intestinale Stammzellen

Dermale Stammzellen

Totipotenz ?

• Nur Zellen von sehr frühen Embryonen sind totipotent, das heißt, dass sich aus jeder einzelnen Zelle dieses Embryos durch Teilung ein eigenständiges Lebewesen entwickeln kann.

• In der Natur geschieht dies spontan, wenn sich ein Embryo zu so genannten eineiigen Zwillingen teilt.

Totipotenz

• Nach dem heutigen Wissensstand besitzt eine Zelle bis zum Acht-Zellen-Stadium, also drei Zellteilungen nach Befruchtung der Eizelle, Totipotenz. Mit diesen totipotenten Zellen darf in vielen Ländern der Erde nicht geforscht werden.

• Stammzellen finden sich in Embryonen, Föten und wurden bislang auch in 20 Organen des menschlichen Körpers nachgewiesen (zum Beispiel im Knochenmark).

• Je nach Herkunftsort der Stammzellen unterschiedet man embryonale (aus dem Embryo), fetale (aus dem Fötus) und adulte (von Säuglingen, Kindern, Erwachsenen) Stammzellen.

Embryonale Stammzellen

• Embryonale Stammzellen werden aus dem Inneren von wenige Tage alten Embryonen entnommen. Zur Zeit gibt es drei Möglichkeiten, embryonale Stammzellen zu gewinnen:– 1. Aus Embryonen, die bei einer künstlichen

Befruchtung entstehen– 2. Aus abgetriebenen Föten– 3. Durch "therapeutisches Klonen"

(Zellkerntransfer)

Ad 1. Gewinnung aus Embryonen

• Nach einer in vitro Fertilisation, entsteht eine Zelle, die sich in rascher Folge teilt. Bis zum Acht-Zell-Stadium verfügen die Zellen über die so genannte Totipotenz.

• Aus diesem Zellverband entwickelt sich dann die Blastozyste, aus deren innerer Zellmasse am vierten Entwicklungstagdie pluripotenten embryonalen Stammzellen für die Forschung gewonnen werden können.

Gewinnung von Stammzellen

Kultivierung aus Blastozysten

Menschliche Stammzellkolonie

Anwendung embryonaler Stammezellen bei Diabetes?