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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Instant-Stammzelle: Mit Wasser aufgießen, fertig |
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| | | Stammzellen haben nach Ansicht vieler Forscher das Potenzial für zahlreiche medizinische Anwendungen. So könnten sie z.B. bei Unfällen zur Behandlung von schweren Verletzungen benutzt werden. Dazu müssten die Stammzellen aber schnell und einfach zum Ort des Geschehens gebracht werden können - bisher ist ihre Aufbewahrung und Transport sehr aufwändig. Wissenschaftler arbeiten daher an einer Technik, Stammzellen zu trocknen und bei Bedarf mit Wasser wieder zu beleben: die Instant-Stammzelle. |
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Lufttrocknung |
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Mehrere Forschungsteams versuchen derzeit ein Verfahren zu entwickeln, um Stammzellen Luft zu trocknen - ähnlich wie Weintrauben zu Rosinen konserviert werden.
"Getrocknete Stammzellen könnten in praktischen, luftdichten Päckchen verpackt werden, die bei Bedarf am Unfallort geöffnet werden und deren Inhalt mit Wasser vermischt sofort einsetzbar wäre," so Ann Oliver vom Center for Biostabilization an der University of California, Davis, laut dem Online-Dienst von "Nature".
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Lagerung bei minus 140 Grad
Das gängige Verfahren zur Aufbewahrung von Stammzellen ist die Lagerung bei minus 140 Grad Celsius in Behältern mit flüssigem Stickstoff. Um die Beschädigung durch Eiskristalle, die sich im Inneren der Zelle bilden könnten, zu vermeiden, werden die Stammzellen in toxische Substanzen wie Dimethylsulfoxid getaucht. Diese müssen natürlich wieder abgewaschen werden, bevor die Stammzellen verwendet werden können. |
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Anwendungsmöglichkeiten der Zukunft |
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Oliver kann sich vorstellen, dass in Zukunft getrocknete Stammzellen z. B. auf eine knochenförmige Matrix aufgebracht werden. Im Notfall könnte die künstliche Knochenform mit Wasser sowie Wachstumsproteinen benetzt und die Zellen dazu stimuliert werden, einen neuen Knochen zu bauen, der den zerstörten ersetzt.
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Erste Versuche mit mesenchymalen Stammzellen |
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In ihrem letzten Versuch trockneten Oliver und ihre Kollegen mesenchymale Stammzellen. Es stellte sich heraus, dass die Zellen zu 40 Prozent aus Wasser bestanden. Die getrockneten Zellen wurden unmittelbar nach der Trocknung wieder mit Wasser in Verbindung gebracht. Das Resultat: Die Hälfte der Zellen begann wieder zu wachsen und sich zu teilen.
Die Wissenschaftler benutzten bei ihren Versuchen ein ähnliche Technik, wie sie bei der Trocknung von Blutplättchen benutzt wird. Die Anwendung bei Stammzellen ist aber weitaus schwieriger, da diese im Gegensatz zu Blutplättchen einen Zellkern haben, der perfekt konserviert werden muss.
Die Stammzellen werden deshalb in Trehalose, einem so genannten "anti-freeze"-Zucker getränkt. Diese Zuckerart kommt in Organismen vor, die auch Dehydrierung überstehen können, wie z.B. bestimmte Dürre resistente Pflanzen. Eine zweite zellschützende Substanz - Arbutin - verstärkt den Effekt und erhöht die Überlebenschance der Zellen.
Künstliches Blut nach dem "Packerlsuppen-Prinzip" (4.06.03)
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Mesenchymale Stammzellen
Mesenchymale Stammzellen können sich zu Knochen-, Blut-, Bindegewebs- oder Muskelzellen entwickeln. Mediziner hoffen mit diesen Zellen in Zukunft akute Verletzungen heilen zu können. Sie sind aufgrund ihrer hohen Zellteilungsrate auch ideal für Ersatzverfahren im Rahmen des "Tissue Engineering" geeignet. Die adulten Stammzellen können als Zellgemisch aus Knochenmark gewonnen werden. |
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Noch viele Schwierigkeiten |
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Trehalose wurde schon früher von Wissenschaftlern benutzt, um Zellen "haltbar" zu machen. Der wirklich Durchbruch auf diesem Gebiet steht aber laut Fred Levine von der University of California in San Diego noch aus: Das erfolgreiche Wiederbeleben der Zellen nach einigen Wochen Lagerung und nicht unmittelbar nach der Trocknung.
Außerdem müssten mindesten 80 bis 90 Prozent der Zellen das Prozedere überleben, damit die Technik im Alltag angewandt werden kann. Damit der Stoffwechsel der Zelle gestoppt wird, muss durch die Dehydratisierung möglichst viel Wasser verdrängt werden. Zuviel sollte es aber auch nicht sein, weil die Zellmembran bei zu großer Trockenheit bricht. Auch hier muss nach Auskunft der Experten noch die richtige Balance gefunden werden.
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01.01.2010 |
