Induzierte pluripotente Stammzellen

Stammzellen sind undifferenzierte Zellen, die sich teilen und unterschiedliche Zelltypen produzieren. Normalerweise befinden sich Zellen, die sich zu einem bestimmten Zelltyp differenziert haben, in einem post-mitotischen Zustand. Das bedeutet, dass sie sich nicht mehr teilen. Die Wissenschaftler haben jedoch einen Weg gefunden, diese reifen Zellen umzuprogrammieren, so dass sie sich wieder zurück differenzieren in einen nicht-spezialisierten, proliferativen Zustand. Diese Zellen sind wie embryonale Stammzellen ebenfalls pluripotent. Sie sind dazu in der Lage, alle Zelltypen zu produzieren und man nennt sie daher induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs).

In der Medizin sind iPSCs theoretisch wertvoll, da ein Patient, der einen bestimmten Zelltyp benötigt. Zum Beispiel könnte ein Patient, der eine durch Makuladegeneration beschädigte Netzhaut hat, eine Transplantation der benötigten Zellen erhalten, welche von einem anderen Zelltyp aus seinem Körper entwickelt wurden. Dies wird autologe Transplantation genannt und reduziert das Risiko einer Transplantatabstoßung, welche bei der Transplantation von Gewebe zwischen Individuen auftreten kann.

Der Prozess

Um iPSCs zu erzeugen, werden reife Zellen wie Fibroblasten der Haut oder Blutzellen einer Person in einer Kultur gezüchtet. Dann werden Gene für mehrere Transkriptionsfaktoren mit Hilfe eines viralen Vektors in die Zellen eingeschleust. Die Transkriptionsfaktoren werden dann in der Zelle exprimiert. Die Transkriptionsfaktoren schalten dann viele andere Gene ein, die in embryonalen Stammzellen exprimiert werden. Dadurch kehren die Zellen in einen undifferenzierten, proliferativen und pluripotenten Zustand zurück.

Es wird noch untersucht, ob iPSCs wirklich äquivalent zu embryonalen Stammzellen sind. Sie scheinen aber ähnlich zu sein und können Zellen aus allen drei Keimblättern des Körpers produzieren. Wie bei anderen Stammzelltypen lernen die Wissenschaftler, wie sie die Differenzierung bestimmter Zelltypen aus iPSCs effizient fördern können, so dass die benötigten Zelltypen in ausreichender Menge produziert werden können.

Frühe klinische Studien

Die erste klinische Studie erforschte die Transplantation von Netzhautzellen die aus iPSCs hergestellt wurden in Patienten mit altersbedingter Makuladegeneration. Seitdem wurden mehrere klinische Studien für die Behandlung von Parkinson, Herzkrankheiten und Rückenmarksverletzungen mit iPSCs zugelassen. Zellen, die von Patienten entnommen und in iPSCs umgewandelt wurden, werden auch zur Untersuchung ihrer Krankheiten im Labor verwendet. Im Allgemeinen stellen iPSCs eine weitere Quelle von Stammzellen für die wissenschaftliche Forschung dar.