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15.6: Embryonale Stammzellen
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Embryonic Stem Cells
 
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15.6: Embryonic Stem Cells

15.6: Embryonale Stammzellen

Embryonic stem (ES) cells are undifferentiated pluripotent cells, meaning they can produce any cell type in the body. This gives them tremendous potential in science and medicine since they can generate specific cell types for use in research or to replace body cells lost due to damage or disease.

Origin

ES cells are present in the inner cell mass of an embryo at the blastocyst stage, which occurs at about 3–5 days after fertilization in humans before the embryo is implanted in the uterus. Human ES cells are usually derived from donated embryos left over from the in vitro fertilization (IVF) process.

The cells are collected and grown in culture, where they can divide indefinitely—creating ES cell lines. Under certain conditions, ES cells can differentiate—either spontaneously into a variety of cell types, or in a directed fashion to produce desired cell types. Scientists can control which cell types are generated by manipulating the culture conditions—such as changing the surface of the culture dish or adding specific growth factors to the culture medium—as well as by genetically modifying the cells. Through these methods, researchers have been able to generate many specific cell types from ES cells, including blood, nerve, heart, bone, liver, and pancreas cells.

Regenerative Medicine

Regenerative medicine concerns the creation of living, functional tissues to replace dead, diseased or malfunctioning ones. Given their ability to differentiate into any cell type, ES cells are used in regenerative medicine. While this field is still in the early stages, several potentially beneficial cell types have been produced from ES cells, and clinical studies have begun to test their safety and effectiveness in patients. Some initial results have been promising—for instance, paralyzed patients regained some movement after receiving ES-derived nervous system cells. Additionally, ES cells can be used to study early events in human development—which is otherwise difficult—and provides a source of specific cell types which can be used in drug testing and other scientific research.

Embryonale Stammzellen (ES) sind undifferenzierte pluripotente Zellen. Das heißt, dass sie jeden Zelltyp im Körper produzieren können. Dies gibt ihnen ein enormes Potenzial in Wissenschaft und Medizin, da sie spezifische Zelltypen für die Forschung erzeugen können . Sie können ebenfalls genutzt werden, um Körperzellen zu ersetzen, die durch Schäden oder Krankheiten verloren gegangen sind.

Ursprung

ES-Zellen sind in der inneren Zellmasse eines Embryos während des Blastozystenstadiums vorhanden. Dieses Stadium tritt etwa in 3-5 Tagen nach der Befruchtung beim Menschen auf. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Embryo noch nicht in die die Gebärmutter eingepflanzt. Menschliche ES-Zellen werden normalerweise aus gespendeten Embryonen gewonnen, die bei der In-vitro-Fertilisation (IVF) übrig geblieben sind.

Die Zellen werden gesammelt und in Kulturen gezüchtet, in denen sie sich unbegrenzt teilen können. Dadurch entstehen ES-Zelllinien. Unter bestimmten Bedingungen können sich ES-Zellen differenzieren. Dies geschieht entweder spontan, in eine Vielzahl von Zelltypen, oder gezielt zur Herstellung der gewünschten Zelltypen. Die Wissenschaftler können kontrollieren, welche Zelltypen erzeugt werden, indem sie die Kulturbedingungen manipulieren. So verändern sie z.B. die Oberfläche der Kulturschale oder geben spezifische Wachstumsfaktoren in das Kulturmedium. Teilweise modifizieren sie die Zellen auch genetisch. Mit diesen Methoden konnten die Forscher viele spezifische Zelltypen aus ES-Zellen erzeugen. Dazu gehören Blut-, Nerven-, Herz-, Knochen-, Leber-und Pankreaszellen.

Regenerative Medizin

Die regenerative Medizin befasst sich mit der Schaffung von lebenden, funktionellen Geweben als Ersatz für tote, kranke oder schlecht funktionierende Gewebe. ES-Zellen werden aufgrund ihrer Fähigkeit, sich in jeden Zelltyp zu differenzieren, in der regenerativen Medizin eingesetzt. Obwohl sich dieses Feld der Medizin noch im Anfangsstadium befindet, wurden bereits mehrere potenziell nützliche Zelltypen aus ES-Zellen hergestellt. Klinische Studien wurden bereits gestartet, um ihre Sicherheit und Wirksamkeit bei Patienten zu testen. Einige erste Ergebnisse waren vielversprechend. Zum Beispiel erlangten gelähmte Patienten nach dem Erhalt von ES-Zellen aus dem Nervensystem wieder die Fähigkeit, sich beschränkt zu bewegen. Darüber hinaus können ES-Zellen zur Untersuchung früher Ereignisse in der menschlichen Entwicklung verwendet werden. Das ist ansonsten sehr schwierig. Außerdem stellen sie eine Quelle für spezifische Zelltypen dar, die in Arzneimitteltests und anderen wissenschaftlichen Forschungen verwendet werden können.


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