mini|Alle Blutzellen entwickeln sich aus Vorläuferzellen und am Anfang der Hämatopoese stehen Hämatopoetische Stammzellen.
Mit Hämatopoetischer Stammzelle oder auch Blutstammzelle wird die erste aus dem Parenchym abstammende farblose Blutzelle des postembryonalen Knochenmarks sowie die farblose Blutzelle der embryonalen Leber, Milz und des embryonalen Knochenmarks bezeichnet. Sie ist der Ausgangspunkt für die gesamte Zellneubildung des Blutes und des Abwehrsystems (Hämatopoese). Blutstammzellen sind die Zellen aus dem Knochenmark oder Nabelschnurblut, die bei einer Transplantation zur Behandlung von Leukämien verwendet werden (→ Stammzelltransplantation).
Geschichte der Stammzelle 1868 bis ca. 1912: Unitarismus mini|Hämatopoetische Stammzelle 1874 im Nativpräparat in der embryonalen Leber resp. postembryonalen Knochenmark
Bis ins 19. Jahrhundert kannte die Humoralpathologie das Blut nur als „Saft“. Johannes Müller (1801–1858) wies 1844 auf die Blutkörperchen als Zellen hin und postulierte bereits die Umwandlung von farblosen Zellen zu farbigen in der Lymphe.Yvonne Klinger: Über die Entdeckung der hämatopoetischen Funktion des Knochenmarks und das Postulat der Stammzelle. Von der Hypothese Ernst Neumanns zum experim. Beweis. Inaug.-Dissertation. Bochum 1992. Ernst Heinrich Weber (1795–1878) sah 1845 erstmals die kernhaltigen Blutzellen in der embryonalen Leber und Albert von Kölliker (1817–1905) hielt 1846 diese embryonalen roten kernhalten Blutkörperchen (heutige Erythroblasten) in der Leber für Abkömmlinge von weißen Blutzellen. Bis 1868 stellte sich nicht die Frage nach der postembryonalen Blutbildung, weil man generell die Blutzellen als Abkömmlinge von embryonalen Ursprungszellen aus dem Mesenchym oder dem Gefäßendothel betrachtete. Am 10. Oktober 1868 wurde am Königsberger Pathologischen Institut das Knochenmark als Blutbildungsorgan mit seiner hämatopoetischen „lymphoiden Markzelle“ von Ernst Neumann (1834–1918) beschrieben (Neumann 1868, 1869) und wenig später von Giulio Bizzozero (1846–1901) bestätigt. Die Originalmitteilung aus dem Jahr vom 10. Oktober 1868 ist eingestellt bei Ernst Neumann. Drei Tage nach der Erstveröffentlichung präzisierte Ernst Christian Neumann als Institutsleiter vor dem von Hermann von Helmholtz gegründeten Verein für wissenschaftliche Heilkunde (Sitzungsbericht vom 13. Oktober 1868) seine Vorstellungen von der extrauterin vorhandenen, in sich auch im Erwachsenenalter regenerationsfähigen „Lymphoiden Blutzelle“:
Weiter heißt es:
Nach Ansicht Neumanns findet eine gleichartige Blutzellbildung in der embryonalen Leber, Milz und dem embryonalen Knochenmark sowie postembryonal ausschließlich im Knochenmark statt. Die ersten Aufzeichnungen dieser farblosen Blutzelle mit Übergang auf den Erythroblasten stammen aus dem Jahr 1874.E. Neumann: Neue Beiträge zur Kenntnis der Blutbildung. In: E. Wagners Archiv der Heilkunde. Band XV, 1874, Abb. 6fß mit Übergang zur Erythroblasten 6fa. In dem mikroskopischen Bild eines Nativpräparates zeigte Ernst Neumann 1874 die Umwandlung einer seinerzeit bezeichneten Lymphoiden Markzelle (heutige Hämatopoetische Stammzelle) in einen noch kernhaltigen farblosen Erythroblasten. Für Neumann lief diese Entwicklung in der embryonalen Leber und im postembryonalen Knochenmark identisch ab.
1878 ließ Neumann im Zusammenhang mit der Erstbeschreibung der erkrankten Markzelle (heutige Myeloische Leukämie) auch die Leukozytopoese aus der „lymphoiden Markzelle“ sich entwickeln. Ursprungsgewebe sei das Parenchym.M. Askanazy: Ernst Neumann. In: Verh. dt. Path.Ges. 28, 1935, S. 363–372. Hier S. 369: „Neumann legte am Frosch dar, daß diese Stammzellen, die ‚Lymphozyten‘ im weiteren Sinne des Wortes, d. h. den ungefärbten Parenchymzellen des Blutbildungsgewebes zuzurechnen sind. Vom Endothel oder den Retikulumzellen ist also nicht die Rede.“
In den nachfolgenden 50 Jahren entbrannte ein Kampf um die Herkunft der Stammzelle. Der Unitarische Standpunkt beinhaltete, dass sich alle Blutzellreihen aus einer postembryonal existierenden Hämatopoetischen Stammzelle entwickeln.
Seine Blutbildungstheorie zwischen 1868 und 1912 ist in der beiliegenden Tabelle dargestellt, die 1994 zur 450-Jahr-Feier der Albertus-Universität vorgetragen wurde.E. Neumann-Redlin von Meding: Ernst Chr. Neumann (1834–1918); Die Beschreibung der funktionellen Morphologie des Knochenmarks am Pathologischen Institut Königsberg und dessen Einfluß auf die Hämatologie des 19. Jahrhunderts. In: Jahrbuch der Albertus Univ. Königsbg. Band 29, 1994, 425–437. und D. Rauchning u. a. (Hrsg.): Die Albertus Universität zu Königsberg und ihre Professoren. Duncker & Humblot, Berlin 1995. mini|Unitarismus: Alle Blutzellen, auch die Lymphozyten, stammen postembryonal von einer Hämatopoetischen Stammzelle im Knochenmark ab
Dieser Meinung schlossen sich die Unitarier Alexander A. Maximow (1874–1928) („Großer Lymphozyt“ als „Stammzelle“ – 1. Juni 1909 Sitzung der Berliner Hämatologischen Gesellschaft, S. 297) aus St. Petersburg, Max Askanazy, Königsberg und Genf, Franz Weidenreich (1873–1948), Wera Dantschakoff-Grigorewski (geb. 1879), Ernst Grawitz (1860–1911), Hans Hirschfeld (1873–1944) an, sowie Artur Pappenheim (1870–1916), letzterer in der von ihm und Grawitz 1908 gegründeten „Berliner Hämatologischen Gesellschaft“ (1908). Des Weiteren sind zu nennen S. Mollier, Adolfo Ferrata (1880–1946) und Georg Eduard von Rindfleisch (1836–1908). Im Meinungsstreit um die Hämatopoetische Stammzelle setzten sich jedoch die Dualisten durch: Durchsetzungsfähigster Dualist war der Nobelpreisträger Paul Ehrlich (1854–1915) neben Wilhelm Türk (1871–1916) aus Wien und Otto Naegeli (1871–1938) aus der Schweiz. Dessen Werk Blutkrankheiten und Blutdiagnostik 2. Aufl. 1912, wurde zum Standardwerk im deutschsprachigen Raum. Hier geht Naegeli mit den Unitariern „streng ins Gericht“.H. A. Neumann, Y. Klinger: Knochenmark und Stammzelle. Der Kampf um die Grundlagen der Hämatologie. (= Ex libris Roche. Band 1). Blackwell Verlag, Berlin 1994, S. 107. Der Dualistische Standpunkt Paul Ehrlichs zu mehreren embryonalen Stammzellen ist in der Abbildung wiedergegeben.
mini|Dualismus: Die Blutzellreihen stammen laut P. Ehrlich von der embryonal angelegten Stammzelle ab Wilhelm Türk resümierte in Vorbereitung eines 1. Internationalen Hämatologen-Kongresses an der Medizinischen Klinik der Berliner Universität: Durch diesen Zwist geriet die von Unitariern aufgebaute „Berliner Hämatologische Gesellschaft“ nach 4 Jahren (1912) in eine Krise und verlor so an Einfluss, dass sie „einschlief“.Peter Voswinckel: 50 Jahre Deutsche Gesellschaft für Hämatologie und Onkologie. Würzburg 1987. (Voswinckel 1987).
Geschichte der Stammzelle ca. ab 1912 bis Mitte 20. Jahrhundert: Dualismus Mit dem Ende der „Berliner Hämatologischen Gesellschaft“ geht zeitlich in Deutschland eine Tendenz zum nationalstaatlichen Denken einher: Artur Pappenheim widersetzte sich einem Aufruf zur Schuldfrage am Kriegsausbruch und wurde in ein russisches Fleckfieberlazarett versetzt. Von dieser Krankheit infiziert, verstarb er 1916.Peter Voswinckel: 50 Jahre Deutsche Gesellschaft für Hämatologie und Onkologie. Würzburg 1987. Georg Friedrich Nicolai (1874–1964) wurde nach dem Ersten Weltkrieg von „deutschdenkenden Studenten“ niedergeschrien und emigrierte 1922 nach Südamerika (alle Hinweise aus Voswinckel 1987). Neumann unternahm 1912 einen Vermittlungsversuch, indem er zur Klärung der strittigen Frage eine Stammzellkultur forderte, Aber er fand kein Gehör. Mit dem Tod Artur Pappenheims, der Emigration Georg Nicolais und später George Rosenows (1886–1985), Georg Klemperers (1865–1946) und Selma Meyers (1881–1958) ging eine ganze Ära von exzellenten deutschen Hämatologie-Forschern zu Ende. Die Stammzellforschung wurde nun mehr im angloamerikanischen Raum betrieben (Florence Sabin, 1871–1953) und das Wissen um die einstigen Verdienste aus Königsberg und Berlin geriet in Vergessenheit.
Ab 1968: Erfolgsgeschichte der Stammzelle Zum 100. Jubiläum der 1868er Stammzellbeschreibung griff G. Rosenow das Thema zur Geschichte der Stammzelle wieder auf.G. Rosenow: Ernst Neumann. His Significance in Todays Haematology. In: Kargers Gazette. 15, 1967. Maßgebliche Forscher waren E. Undritz, Karl Rohr. Der Beweis erfolgte über die Durchführung von Kulturen, die bereits in der Zeit von A. Maximow (1928) eingeleitet wurden und weiterführten über Alexis Carrel (1873–1944), Donald Metcalf (1929–2014) bis zu den sog. „Gemischten Kolonien“ von Hans G. Messmer (geb. 1941) bis Axel A. Fauser (geb. 1948).H. A. Neumann, Y. Klinger: Knochenmark und Stammzelle. Der Kampf um die Grundlagen der Hämatologie. (= Ex libris Roche. Band 1). Blackwell Verlag, Berlin 1994, S. 130–148.
Die Aufarbeitung der weiteren Geschichte erfolgte durch die populärwissenschaftliche Biographie Neumann-Redlin von Medings, die darauf aufbauende Dissertation Yvonne KlingersYvonne Klinger: Über die Entdeckung der hämatopoetischen Funktion des Knochenmarks und das Postulat der Stammzelle. Von der Hypothese Ernst Neumanns zum experimentellen Beweis. Inaugural-Dissertation. Bochum 1992. und das wissenschaftliche Werk Herbert Neumanns (Bochum). Durch diese Publikationen veranlasst, setzte in den USA eine Rückbesinnung auf die preußische Stammzellforschung ein. Maßgebliche Forscher waren J. Dreyfus, J.M. Yoffrey, M. Wintrobe,M. Wintrobe: Blood, pure and eloquent; a story of discovery of people and of ideas. Mc. Graw Hill Book Company, Leo & Febiger Philadelphia 1980. M. Tavassoli,M. Tavassoli: Bone Marrow: The Seebed of Blood aus M. M. Wintrobe: Blood, pure and eloquent. sh.5; Mc.Graw-Hill Book Company Leo Febiger Philadelphia 1980. M. Ramalho-Santos und Holger WillenbringMiquel Ramalho-Santos, Holger Willenbring: On the Origin of the “Stem Cell”. In: Cell Stem Cell. 1, Juli 2007, S. 35–38. sowie A. H. Mähle,Andreas-Holger Mähle: Ambiguous Cells: the Emergence of the stem cell concept in the nineteenth centuries. In: Notes Rec. R. Soc. doi:10.1098/rsnr.2011.0023 R. Dinser Dissertation Ruhr-Universität Bochum, 2001. und N.H. Zech.N. H. Zech, A. Shkumatov, S. Koestenbauer: The magic behind stem cells. In: Journal of assisted reproduction and genetics. Band 24, Nummer 6, Juni 2007, S. 208–214, doi:10.1007/s10815-007-9123-z. PMID 17385026, (Review).
Nomenklatur „Stammzelle“ Der Biologe Ernst Haeckel (1834–1919) (Zoologe und Philosoph) benutzte 1868 erstmals in Anlehnung an die familiären Stammbäume der Genealogie die Bezeichnung „Stammzelle“. Theodor Boveri (1862–1915), (Biologe), übernahm 1892 diese Bezeichnung. Für die Hämatopoetische Stammzelle, die seit ihrer Erstbeschreibung 1868 unter dem Namen „Lymphoide Markzelle“ lief bzw. vielen anderen Bezeichnungen in Hinblick auf die „Farblose lymphoide Zelle“, übernahm Artur PappenheimA. Pappenheim: Über die Entwicklung und Ausbildung der Erythroblasten. In: Arch. Path. Anat. u. Physiologie Klinische Medizin. Band 145, Nr. 3, 1896, S. 587–690. in Berlin 1896 die Bezeichnung „Stammzelle“ von Theodor Boveri und Valentin Häcker (1864–1927), gefolgt von Alexander Maximow (1909) und Ernst Neumann (1912)Miquel Ramalho-Santos, Holger Willenbring: On the Origin of the “Stem Cell”. In: Cell Stem Cell. 1, Juli 2007, S. 35–38. (Ramalho u. Willenbring).
Zukunft der Stammzelle Die Hämatopoetische Stammzelle dient als Ausgangspunkt für neue Forschungszweige der theoretischen und klinischen Medizin: Hämatologie, Immunologie, Onkologie, Pathologie, Genetik und Transplantationsmedizin als ein Gebiet der Regenerativen Medizin (Autologe und Allogene Transplantation).
Literatur M. Askanazy: Ernst Neumann. In: Zbl. f. Allg. Path. u. Path. Anat. 29, 1918, S. 409–421. Giulio Bizzozero: Sulla funzione ematopoitica del midollo delle ossa. In: Gazz. Med. Ital. Lombardia. Band 28, No. 46, 1869, S. 381. Theodor Boveri: Befruchtung. In: Ergebnisse der Anatomie und Entwicklungsgeschichte. (Wiesbaden). Band 1, 1892, S. 386–485.