Stammzellen und ihre Bedeutung bei der Laborfleisch-Produktion

Pre-University Paper , 2023 , 15 Pages , Grade: 1,0

Biology - Genetics / Gene Technology

In dieser Facharbeit soll untersucht werden, welche Bedeutung Stammzellen bei der Laborfleisch-Produktion haben und welche Potentiale und Herausforderungen damit verbunden sind. Dazu werde ich all das nötige Wissen über die Stammzelle bis zu dem vollständig ausgeprägten Stück Fleisch aus dem Labor Stück für Stück erarbeiten. Ziel ist es, eine Informationsgrundlage für alle Interessierten zu schaffen.

Inhaltsverzeichnis

1. EINLEITUNG

2. WAS SIND STAMMZELLEN? - BASISWISSEN

3.0 WAS FÜR ARTEN VON STAMMZELLEN GIBT ES?
3.1 Embryonale Stammzellen
3.2 Adulte Stammzellen

4.0 KULTIVIERUNG VON STAMMZELLEN
4.1 Kultivierung embryonaler Stammzellen
4.2 Kultivierung adulter Stammzellen

5.DER RESTLICHE VORGANG VON DER ZELLE ZUM STÜCK FLEISCH

6.IN-VITRO-FLEISCH - BASISWISSEN

7. NACHHALTIGKEIT IN-VITRO-FLEISCH

8. FAZIT UND PERSÖNLICHE STELLUNGNAHME

Quellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. - Einleitung

Unsere Weltbevölkerung wächst und damit auch der Bedarf an Nahrungsmitteln. Gleichzeitig wird das Thema Nachhaltigkeit immer wichtiger. Da jeder Mensch von diesen Problemen betroffen ist, habe ich mich auf die Suche nach einer biologischen Lösung gemacht. Eine mögliche Lösung für diese Herausforderung bietet die in-vitro­Fleisch -Produktion, auch bekannt als Laborfleisch. Diese innovative Technologie könnte dazu beitragen, den Bedarf an tierischem Eiweiß zu decken, ohne dabei die Umwelt und die Tierwelt dermaßen zu belasten, wie es aktuell durch die Viehzucht der Fall ist. Bei der Herstellung von Laborfleisch spielen Stammzellen eine entscheidende Rolle. Stammzellen haben ein weit gefasstes Spektrum an interessanten Gebieten, auf denen geforscht wird, doch für mich als Leistungssportler, welcher ein ethisches Problem in dem heutigen Fleischkonsum sieht, war der Bezug auf in-vitro­Fleisch das perfekte Thema. Stammzellen sind in der Lage, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren, wodurch sie die Grundlage für die Herstellung von Fleisch aus dem Labor bilden. In dieser Facharbeit soll untersucht werden, welche Bedeutung Stammzellen bei der Laborfleisch-Produktion haben und welche Potentiale und Herausforderungen damit verbunden sind. Dazu werde ich all das nötige Wissen über die Stammzelle bis zu dem vollständig ausgeprägtem Stück Fleisch aus dem Labor Schritt für Schritt erarbeiten. Mein Ziel ist es, dass nach Abschluss dieser Facharbeit jeder, der sich in diesem Themengebiet noch nicht auskennt, gut informiert ist. Aber ich möchte auch eine Grundlage an Informationen schaffen, auf welcher ich dann eine persönliche Stellungnahme formulieren kann. Besonders interessant ist dabei zu erfahren, wie die Produktion von in-vitro-Fleisch dazu beitragen kann, eine nachhaltigere und tierfreundlichere Lebensmittelproduktion zu ermöglichen. Um der Fragestellung auf den Grund gehen zu können ist es wichtig erst genau zu verstehen, was Stammzellen sind, um sie dann aufLaborfleisch beziehen zu können.

Ich habe die Themen in-vitro-Fleisch und Stammzellen in meine Facharbeit eingebunden, um eine Verbindung zum Unterrichtsthema Genetik herzustellen und die Bedeutung von biotechnologischen Innovationen für die Nachhaltigkeit und den Tierschutz darzulegen.

2. Basiswissen - Was sind Stammzellen?

Zellen sind die kleinsten und grundlegendsten Bausteine aller lebenden Organismen, die sich in ihrer Struktur und Funktion stark differenzieren können, um spezialisierte Aufgaben in verschiedenen Geweben und Organen des Körpers zu erfüllen..

Jede individuelle Entwicklung beginnt mit der befruchteten Eizelle, einer unspezialisierten Zelle. Diese Zelle hat das Potenzial, durch Zellteilung den gesamten Körper mit all seinen spezialisierten Zellarten zu entwickeln. Diese Fähigkeit wird als Totipotenz¹ bezeichnet, was aufLatein "Ganzvermögen" bedeutet.

Interessanterweise besitzt nicht nur der einzellige Embryo Totipotenz, sondern bis zum Achtzellstadium² hat jede Zelle des Körpers das Potenzial, einen vollständigen Organismus hervorzubringen. Wenn diese Zellen nach ein paar weiteren Zellteilungen Pluripotent werden, so bedeutet es, dass sich kein Organismus mehr formen kann. Λ1 Stammzellen spielen eine wichtige Rolle in der Embryonalentwicklung und begleiten uns ein Leben lang. Sie bilden die Grundlage für alle Organe und Gewebe des 'menschlichen und tierischen Körpers und sorgen dafür, dass Gewebe und Organe funktionsfähig bleiben, indem sie spezialisierte Zellen regelmäßig nachliefern und beschädigte oder abgestorbene Zellen ersetzen. Auf diese Weise hat der Körper die Fähigkeit, neue Blutkörperchen, Hautzellen, Haare und vieles mehr zu produzieren Λ2 Λ3.

Es gibtjedoch nicht nur eine, sondern gleich drei Unterkategorien der Stammzellen:

3.0 - Was für Arten von Stammzellen gibt es?

Es gibt zwei Hauptformen von Stammzellen: Embryonale Stammzellen und adulte Stammzellen. Embryonale Stammzellen werden aus dem inneren Zellhaufen eines Embryos gewonnen und sind pluripotent³, was bedeutet, dass sie sich in jede Zellart des Körpers entwickeln können. Adulte Stammzellen hingegen finden sich im erwachsenen Organismus und sind multipotent. Kurz gefasst heißt das, dass sie sich nur in bestimmte Zelltypen differenzieren können. Beide Formen von Stammzellen haben ein großes therapeutisches Potenzial und werden in der Medizin intensiv erforscht. Im folgenden Abschnitt werden wir uns näher mit den Formen von Stammzellen und ihrer medizinischen Gewinnung beschäftigen. Λ20

3.1 - Embryonale Stammzellen

Embryonale Stammzellen sind pluripotente Zellen, die aus dem inneren Zellhaufen eines Embryos gewonnen werden und das Potenzial haben, sich in alle Zelltypen des Körpers zu differenzieren. Sie unterscheiden sich in drei Eigenschaften von anderen Stammzellen. Zum einen lassen sie sich in der Zellkultur uneingeschränkt über lange Zeiträume vermehren. Zum anderen können sie in alle Körperzellen ausreifen. So ist es im Labor möglich, aus diesen Zellen verschiedene Zellarten zu bilden, wie beispielsweise Herzmuskelzellen oder Insulin bildende Zellen. Es ist allerdings wichtig zu erwähnen, dass diese Zellen nicht totipotent sind und somit nicht in der Lage sind, aus sich heraus ein ganzes Individuum zu bilden. Hinzu kommt noch eine besondere Gewinnungsmethode.

Die Entnahme von embryonalen Stammzellen erfolgt in einem sehr frühen Entwicklungsstadium des Embryos. Durch die künstliche Befruchtung anfallende überzählige Eizellen werden im Labor über einen kurzen Zeitraum weiter geteilt, um eine Blastozyste⁴ entstehen zu lassen. Eine Blastozyste besteht aus der Hülle, welche in ihrer inneren Zellmasse die pluripotenten Zellen beherbergt. Diese können isoliert und als embryonale Stammzelllinie in der Kultur weitergeführt werden. Hierzu werde ich in 4.1 und 4.2 jeweils ein Beispiel erläutern, welches sich auf die in-vitro-Fleisch Produktion bezieht, um sich ein genaueres Bild von diesem Verfahren machen zu können.

Embryonale Stammzellen sind von großem Potenzial für die Entwicklung von Therapien gegen verschiedene Krankheiten und Verletzungen. Allerdings gibt es aufgrund der Entnahme von embryonalen Stammzellen ethische Bedenken, denn diese führt in der Regel zur Zerstörung des Embryos. Meine persönliche Meinung hierzu werde ichjedoch erst in meinem Fazit äußern. Λ4 Λ5

3.2 - Adulte Stammzellen

Adulte Stammzellen sind neben embryonalen Stammzellen vielversprechend für die regenerative Medizin und werden für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten in klinischen Studien getestet. Sie sind multipotent und können auf natürlichem Wege nur Zellen des jeweiligen Organs reproduzieren, in dem sie zu finden sind.

Um ihre Funktion genauer zu verstehen, hilft es sich ein Bild davon zu machen, dass adulte Stammzellen in dem Körper von uns Menschen alltäglich zum Einsatz kommen. Schneidet man sich zum Beispiel beim Kochen mit einem scharfen Gegenstand, so werden durch den Schnitt die Zellen in der Haut beschädigt. Die adulten Stammzellen in dem Hautgewebe sorgen daraufhin dafür, dass die kaputten Zellen durch neue ersetzt werden, wodurch die Haut Schritt für Schritt heilt. Neben der in-vitro-Fleisch Forschung wird aktuell an Methoden geforscht, bei denen man Zellkrankheiten wie Diabetes heilen kann. Kurzgefasst werden Patienten eigene Stammzellen aus dem Insulin spendenden Zellen der Bauchspeicheldrüse gezüchtet und bei Diabetiker: innen eingesetzt. Diese Hautstammzellen könnten jetzt jedoch keine Blut- oder Nervenzellen produzieren, sind also in ihrer Funktion eingeschränkt. Λ4

Der Vorteil adulter Stammzellen in Bezug auf in-vitro-Fleisch ist, dass es im Gegensatz zu embryonalen Stammzellen, nicht zwingend notwendig ist ein Lebewesen für die Entnahme der Zelle zu opfern. Aus diesem Grund wird die Entnahme von adulten Stammzellen gegenüber den embryonalen bevorzugt. Sie weist somit gesellschaftlich eine höhere Akzeptanz auf. Die Gewinnung von adulten Stammzellen ist dennoch schwierig, da sie in geringer Zahl und in verschiedenen Geweben vorkommen. Die besten Quellen sind das Knochenmark und das Blut. Λ6 Die Mesenchymalen Stammzellen (MSZ) sind eine besonders wichtige Art von adulten Stammzellen, die im Knochenmark zu finden sind. Sie bieten ein großes Potenzial für viele therapeutische Anwendungen und auch für die Laborfleisch­Forschung.

QA4: https://www.stammzellen.nrw.de/informieren/stammzellen-verstehen/was-fuer-arten-von- stammzellen-gibt-es

QA5: https://zellux.net/m.php?sid=48

QA6: https://www.mpg.de/564425/hoffnungstraeger-adulte-stammzellen

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¹ Totipotent wird eine Stammzelle bezeichnet, wenn sie einen vollständigen Organismus bilden kann. https://zellux.net/m.php?lex=Tl#lexindexstart

² als Achtzellstadium bezeichnet man den Zustand, wenn die Zelle in sich dreimal geteilt hat, also sich verachtfacht hat. https://www.lto.de/recht/hintergruende/h/praeimplantationsdiagnostik-die- missverstandene-menschenwuerde/ Q(Quelle)Al: https://www.wissenschaft-im-dialog.de/projekte/wieso/artikel/beitrag/was-sind- embryonale-stammzellen/ QA2: https://www.stammzellen.nrw.de/informieren/stammzellen-verstehen/was-sind-stammzellen 0Λ3: https://stemcells.nih.gov/info/basics

³ Eine Zelle wird als pluripotent bezeichnet, wenn sie sich in verschiedenes Gewebe des Körpers differenzieren kann, aus ihr aber kein ganzer Organismus werden kann https://zellux.net/m.php?lex=Pl#lexindexstart

⁴ als Blastozyste wird ein Embryo in dem 4. Bis 7. Tag der Entwickelung bezeichnet. https://zellux.net/m.php?lex=Bl#lexindexstart QA20 https://www.stammzellen.nrw.de

• Grade: 1,0
• Publication Year: 2023
• Pages: 15
• Catalog Number: V1353143
• ISBN (PDF): 9783346863485
• Language: German
• Tags: Embryonale Stammzellen, Adulte Stammzellen, Laborfleisch, In-Vitro-Fleisch, kultivierung, Nachhaltigkeit