Pluripotente Stammzellen

Die Abteilung Stammzellbiologie arbeitet mit embryonalen Stammzellen sowie induzierten pluripotenten Stammzellen des Weißbüschelaffen. Diese „Alleskönner-Stammzellen“ sollen in verschiedenen Projekten gemeinsam mit Kooperationspartnern zu klinisch relevanten Zelltypen differenziert werden. Das langfristige Ziel ist, Zellersatztherapien für sozioökonomisch relevante und für die Patienten leidvolle Erkrankungen wie z.B. den Herzinfarkt, Diabetes oder auch neurodegenerative Erkrankungen in präklinisch relevanten Tiermodellen auf ihre Sicherheit und Wirksamkeit zu überprüfen.

Embryonale Stammzellen (ESC) können sich fast uneingeschränkt weiter teilen und sich in jeden Zelltyp entwickeln – in anderen Worten: sie sind pluripotent. ESC von Mäusen wurden zum ersten Mal in den frühen 80er Jahren etabliert. Die ersten ESC nicht-menschlicher Primaten wurden 1995 erzeugt; die ersten humanen ESC im Jahre 1998. Die Forschung an und mit embryonalen Stammzellen ist extrem vielfältig. Grundsätzlich können jedoch drei Forschungsschwerpunkte unterschieden werden, in denen ESC eine wichtige Rolle spielen: 

(1) Zellersatztherapie
(2) grundlegende zell- und entwicklungsbiologische Arbeiten
(3) Tests von Wirkstoffen, die als Medikamente in Frage kommen könnten sowie Toxizitätstests in der pharmazeutischen Forschung und Entwicklung.

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen)

Ein adulter Organismus besteht hauptsächlich aus sogenannten somatischen Zellen. Im Gegensatz zu embryonalen Stammzellen (s.o.) sind somatische Zellen nicht pluripotent sondern darauf spezialisiert, im jeweiligen Gewebe bestimmte Funktionen auszuüben (wie z.B. Muskelzellen oder  Nervenzellen). Lange Zeit wurde angenommen, dass diese Spezialisierung einer Zelle nicht umkehrbar sei. Im Jahr 2006 konnte dies jedoch durch die „Reprogrammierung“ somatischer Zellen widerlegt werden. Durch das Einbringen von nur vier Transkriptionsfaktoren (dies sind Proteine, die die Genaktivität innerhalb einer Zelle beeinflussen) konnten Bindegewebszellen aus der Haut der Maus in einen pluripotenten Zustand zurückversetzt werden. Sie haben die Fähigkeit wiedererlangt, sich zu jedem Zelltyp zu entwickeln. Daher werden diese Zellen induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) genannt. Die Verwendung von iPSC anstelle embryonaler Stammzellen in der Zellersatztherapie wurde bereits an einem Tiermodell für die Sichelzellanämie demonstriert.