Was sind hämatopoetische Stammzellen?
Hämatopoetische Stammzellen (HSC) sind Zellen, die alle Blutgruppenzellen produzieren können. Um dies zu erreichen, erzeugen HSC Lymphozyten, Granulozyten und rote Blutkörperchen. Lymphozyten und Granulozyten sind Arten von weißen Blutkörperchen.
Die Hämatopoese ist der Prozess, bei dem das Blut bei Bedarf ständig nachgefüllt wird. Hämatopoetische Stammzellen bilden die dafür benötigten Blutzellen. HSCs bilden auch neue Stammzellen.
HSCs befinden sich typischerweise in Knochen, die Mark enthalten. Sie kommen auch in sehr geringer Anzahl im Blut und in großer Anzahl im Nabelschnurblut vor. Stammzellen, insbesondere HSC, können geschädigte Zellen ersetzen, wie z. B. geschädigtes Knochenmark bei Leukämie. Kein anderer Stammzelltyp wird so regelmäßig zur Therapie und Transplantation eingesetzt wie HSCs.
Blutzellen werden von blutbildenden Organen im Knochenmark bestimmter Knochen wie Femur, Hüfte, Rippen und Brustbein gebildet. Marrow ist verantwortlich für die Produktion von bis zu 70% aller weißen Blutkörperchen sowie aller Blutplättchen. Thrombozyten sind scheibenförmige Strukturen, die die Blutgerinnung ermöglichen.
Hämatopoetische Stammzellen können im Knochenmark aktiviert werden. Sie können auch in die Blutbahn gelangen. HSK sind auch durch die Fähigkeit gekennzeichnet, ihren eigenen Zelltod oder Apoptose zu ermöglichen, wenn die Zelle beschädigt oder nicht benötigt wird.
HSK werden seit den 1950er Jahren intensiv untersucht und seit den 1960er Jahren bei der Therapie von Patienten mit Erkrankungen des Immunsystems, Blutkrankheiten und Krebs eingesetzt. Diese Zellen können in andere Gewebe implantiert werden und werden zu anderen Zellen, wie z. B. Neuronen. Während es ein großes Potenzial für diese Zellen gibt, in Therapien für degenerative Krankheiten verwendet zu werden, gibt es einige Probleme bei deren Verwendung.
Stammzellen, insbesondere HSC, können sich in einer künstlichen Umgebung, wie einer Kulturschale oder einem Reagenzglas, nicht selbstständig vermehren und differenzieren. Es gibt auch keine Möglichkeit, eine Stammzelle von anderen weißen Blutkörperchen genau zu unterscheiden. Hämatopoetische Stammzellen haben in der Regel die gleiche Größe und Form sowie das gleiche Verhalten wie weiße Blutkörperchen.
Die Identifizierung dieser Zellen wird weiter erschwert, da es zwei Arten von hämatopoetischen Stammzellen gibt, Langzeit- und Vorläuferzellen. Langzeitzellen können sich auf unbestimmte Zeit erneuern und befinden sich im Knochenmark. Vorläuferzellen, auch Vorläuferzellen genannt, kommen auch im Knochenmark vor, können sich aber nicht endlos vermehren. Für therapeutische Zwecke sind Langzeitstammzellen weitaus vorteilhafter.
Wenn ein Patient an Leukämie leidet - einer Krebserkrankung des Knochenmarks oder anderer blutbildender Organe - wird er häufig mit einer allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation behandelt. Der erste Schritt in einem solchen Verfahren erfordert, dass sich der Patient einer Strahlentherapie unterzieht, um sein eigenes Knochenmark und seine HSC auszurotten. Spenderknochenmark wird dann in den Leukämiepatienten transplantiert. Nach der Implantation vermehren und differenzieren sich die neuen HSC, um die durch Strahlung zerstörten Zellen zu ersetzen.