Der erste Schritt auf unserer Reise besteht darin, die Grundlagen zu verstehen.
Den Schülern wird das Konzept vorgestellt, dass die meisten Zellen im Körper spezialisiert sind: Hautzellen schützen, Muskelzellen kontrahieren und Nervenzellen übertragen Signale. Stammzellen hingegen sind zunächst Generalisten. Sie sind wie leere Bausteine, die sich vermehren oder bei Bedarf in spezialisierte Zellen verwandeln können.

Es gibt drei Haupttypen von Stammzellen. Embryonale Stammzellen sind pluripotent, das heißt, sie können zu jedem Zelltyp im menschlichen Körper werden. Erwachsene Stammzellen, wie sie beispielsweise im Knochenmark vorkommen, sind zwar eingeschränkter, aber dennoch unerlässlich für den Ersatz und die Reparatur von beschädigtem Gewebe. Dann gibt es noch induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs), eine bahnbrechende Entdeckung von Shinya Yamanaka und Kazutoshi Takahashi im Jahr 2006, bei der normale erwachsene Zellen „umprogrammiert“ werden, um wie embryonale Zellen zu agieren (Takahashi & Yamanaka, 2006).

Die Schüler erforschen außerdem, wie diese Zellen bereits in der Medizin eingesetzt werden. Knochenmarktransplantationen retten Patienten mit Blutkrebs wie Leukämie. Stammzellen der Hornhaut stellen das Sehvermögen bei Menschen mit beschädigten Augen wieder her (NIH, 2022). Und Forscher der Mayo Clinic untersuchen, wie Stammzellen möglicherweise beschädigtes Herzgewebe reparieren können (Mayo Clinic, 2023).

In dieser Phase erwerben die Schüler das grundlegende Wissen: Stammzellen sind das Reparatursystem der Natur, und die Menschheit beginnt zu lernen, wie sie genutzt werden können.

Abbildung 1 - Quelle: British Society for Nanomedicine