© 2009 by Verlag Hans Huber, Hogrefe AG, Bern Therapeutische Umschau 2009; DOI 10.1024/0040-5930.66.12.839 839 Übersichtsarbeit 1 Frauenspital, Universität Basel, Schweiz 2 Departement für Biomedizin, Universität Basel, Schweiz Oliver Sterthaus 1 , Hong Zhang 2 , Christian De Geyter 1, 2 Was sind Stammzellen? Adulte Stammzellen, die das Gewebe kontinuierlich erneuern, scheint es in fast jedem Organ des Menschen zu ge- ben [1]. Es ist die Funktion dieser adul- ten Stammzellen die Regenerations- fähigkeit der Organe zu gewährleisten. Die Anzahl anzutreffender Stammzel- len ist in den meisten Nischen (Umge- bung in der sie sich replizieren) sehr gering [2] und sie haben eine sehr nied- rige Replikationsrate, damit sie vor Re- plikationsfehlern in der genomischen DNA geschützt sind. Eine der zuletzt identifizierten Nischen mit Stamm- zellen ist das Ovar [2]. Allerdings sind diese adulten Stammzellen meist nur multipotent und nicht wie embryonale Stammzellen pluripotent [3], da die Richtung, in die die adulte Stammzel- len sich differenzieren können, bereits in den jeweiligen Nischen vorbestimmt ist. Embryonale Stammzellen – ein wissenschaftliches Nebenprodukt der assistierten Reproduktionsmedizin? Embryonale Stammzellen (ES) haben durch ihr größeres Differenzierungspoten- zial einige Vorteile gegenüber adulten Stammzellen, die zumeist nur in be- stimmte Gewebetypen differenziert werden können. Die Medizin erhofft sich vielfältige Behandlungsmöglichkeiten mit ES-Zellen bei Patienten, besonders bei der Regeneration von erkrankten Gewebstypen. Die Durchführbarkeit dieser Idee wurde bereits im Tierversuch demonstriert, jedoch im humanen System müssen noch viele Hürden bis zur klinischen Applikationen überwunden wer- den, wie die Züchtung der Zellen, deren Sicherheit sowie deren Immuntoleranz nach erfolgter Transplantation. In der Schweiz dürfen seit 2005 humane embry- onale Stammzellen (hESC) aus überzähligen Embryonen nach assistierter Re- produktion gewonnen werden. Im 2008 wurde am Universitätsspital Basel das hESC-Projekt lanciert und im gleichen Jahr konnte bereits die erste hESC-Linie mit einem normalen Karyotyp in der Schweiz etabliert werden. Seit neustem eröffnen diverse Techniken die Möglichkeit, immuntolerante Stammzellen pa- tientenspezifisch zu etablieren, wobei abzusehen ist, dass das therapeutische Klonen von der induzierten-Pluripotenz abgelöst wird. Nichtdestotrotz bleibt die hESC-Technologie noch das Standardverfahren, mit dem neue Verfahren und Zelllinien verglichen werden müssen. Zwei Theorien wurden aufgestellt um zu erklären, wie Stammzellen ihre Selbsterneuerung aufrechterhalten. Laut der einen Theorie, gibt es zwei Arten der Zellteilung (Abb. 1), die sym- metrische- und die asymmetrische Teilung. Bei der symmetrischen Tei- lung entstehen nach der Zellteilung zwei identische Tochterzellen jeweils mit allen Merkmalen von Stammzellen. Dahingegen entstehen bei der asym- metrischen Teilung je eine Stammzelle sowie eine Vorläuferzelle mit einem limitierten Replikationspotential. Die Vorläuferzelle selbst kann einige Zell- teilungen durchlaufen, bevor diese sich schließlich zu ihrer Zielzelle ausdiffe- renziert. Die alternative Theorie be- sagt, dass die Stammzellen in ihrer Nische undifferenziert bleiben, da sie dort Signale erhalten, die die Differen- zierung blockieren und somit diese Stammzellen sich differenzieren, so- bald diese die Nische verlassen oder sie die Signale in der Nische nicht mehr erreichen. Im Gegensatz zu den meisten adulten Stammzellen können ES-Zellen sich in alle drei Keimblätter (Entoderm, Ekto- derm und Mesoderm) differenzieren und sind somit pluripotent. Embryo- nale Stammzellen werden aus Blasto- zysten (Embryonalentwicklung Tag 5 – 7 nach der Befruchtung) gewonnen. In der Schweiz dürfen humane embryo- nale Stammzellen hESC nur aus über- zähligen Embryonen gewonnen und nicht gezielt für Forschungszwecke hergestellt werden. Abbildung 1 Teilung und Differenzierung von Stammzellen A) Stammzelle, B) Vorläuferzelle, C) Differenzierte Zelle, 1) Symmetrische Stammzellteilung, 2) Asymmetrische Stammzellteilung, 3) Zellteilung einer Vorläuferzelle, 4) Terminale Differenzierung