Potenziale für die Therapie mit Stammzellen

  • Die Zukunft gehört der Stammzelltherapie - Nabelschnurblut wird dabei eine wichtige Quelle sein

Bereits seit Jahrzehnten klinisch etabliert ist die Stammzelltherapie bei der Behandlung bösartiger Erkrankungen der Blutbildung und des Knochenmarks, hierunter bestimmte Arten der Leukämie und des Lymphdrüsenkrebses. Die Mehrzahl der heute klinisch eingesetzten Stammzellpräparate kommt zur Behandlung dieser Erkrankungen zum Einsatz. Mit der Stammzelltransplantation werden dem Patienten gesunde, aus dem Knochenmark oder dem peripheren Blut gewonnene, eigene oder von Stammzellspendern stammende Zellen verabreicht. Durch die Übertragung von Stammzellen erhalten die Betroffenen ein funktionsfähiges neues Knochenmark, und somit ein neues blutbildendes System und ein Immunsystem.


Große Hoffnungen werden auf dem Gebiet der Regenerativen Medizin in die Stammzelltherapie gesetzt. Die Regenerative Medizin befasst sich mit der Heilung verschiedener Erkrankungen durch die Wiederherstellung funktionsgestörter Zellen, Gewebe und Organe sowohl durch den biologischen Ersatz, bspw. mithilfe gezüchteter Gewebe, als auch durch die Anregung körpereigener Regenerations- und Reparaturprozesse. Für die Regenerative Medizin dürften vornehmlich die eigenen Stammzellen eingesetzt werden, da diese – anders als fremde Stammzellen – optimal vertragen werden. Fremde Stammzellen würden vom Immunsystem als nicht körpereigen erkannt und es käme zu Abstoßungsreaktionen. Die lebenslange Einnahme von Medikamenten zur Unterdrückung des Immunsystems, sogenannte Immunsuppressiva, wäre erforderlich – mit erheblichen Belastungen und Nebenwirkungen als unmittelbare Folge.

Schon heute werden Stammzellen in der Regenerativen Medizin eingesetzt. Dabei werden erwachsene Patienten mit ihren eigenen, bereits vorgealterten, Zellen behandelt. Ein neuartiges Anwendungsgebiet ist die Stammzelltherapie nach einem HerzinfarktDas am weitesten entwickelte Anwendungsgebiet ist die Stammzelltherapie nach einem Herzinfarkt. In der Folge des Herzinfarkts stirbt Herzgewebe ab. Dank des medizinischen Fortschritts überlebt die Mehrzahl der Patienten glücklicherweise den Herzinfarkt, viele leiden danach jedoch an einer chronischen Herzschwäche. Dieses Schicksal kann gemildert bzw. verhindert werden, wenn es gelingt, durch „Auffrischen“ der Stammzellen im Herzen den Herzmuskel zu kräftigen. Am Standort Rostock stellt Seracell hoch aufgereinigte Stammzellen zur direkten Injektion in das Herz her. Diese klinische Anwendung war vom Rostocker Professor Gustav Steinhoff entwickelt worden. 2011 wurden auch hierfür positive Langzeitergebnisse berichtet1.

Gegenwärtig werden in der Regenerativen Medizin vielfach noch relativ grob aufgereinigte Zellen – meist aus dem Knochenmark – eingesetzt. Mit zunehmender Kenntnis der Vermehrungs- und Differenzierungsmechanismen der Zellen werden jedoch aufgereinigte Stammzellen erforderlich sein, die zu verschiedenen Zelltypen differenziert werden können (Pluripotenz) und über eine hohe Teilungsfähigkeit verfügen. Sie dürfen gleichzeitig aber noch keine Abnutzungserscheinungen an den Chromosomen und keine genetischen Schäden tragen. Diese würden das Risiko einer bösartigen Entartung mit sich bringen. Stammzellen aus Nabelschnurblut erfüllen in idealer Weise diese Voraussetzungen.

 

Kryokonservierung bei Seracell

Unmittelbar nach der Geburt entnommen und nach einem speziellen Verfahren bei Temperaturen unter – 180 °C aufbewahrt, ist nach heutigen Erkenntnissen damit zu rechnen, dass die Nabelschnurblut-Stammzellen für die Dauer eines gesamten Menschenlebens sicher aufbewahrt werden können. Die Einlagerung von Stammzellen aus Nabelschnurblut ermöglicht daher den heute Geborenen die Teilhabe an den Entwicklungen und Fortschritten der Stammzelltherapien.

Eine umfangreiche Übersicht über den Stand der Forschung und der klinischen Anwendungen von Nabelschnurblut für das Jahr 2010 wurde von einer Arbeitsgruppe um den Direktor des renommierten Chaim Sheba Medical Center, Tel-Hashomer, Israel, Herrn Prof. Arnon Nagler, veröffentlicht2. Nabelschnurblut-Stammzellen lassen sich in verschiedene Richtungen differenzieren, unter anderem in Knochen- und Knorpelzellen, in Gefäßzellen, Nervenzellen oder Insulin-produzierende Zellen.

Es gibt bereits klinische Anwendungen mit Nabelschnurblut-Stammzellen in klinischen Studien der Phase II und Phase III, vor allem in den USA, bei folgenden Erkrankungen:

  • Hirnschäden (kindlicher Hirnschaden, traumatischer Hirnschaden)
  • Autoimmunerkrankungen (Diabetes Typ 1, Lupus)
  • Herz- und Gefäßerkrankungen

Dabei zeigt sich eine Überlegenheit von Nabelschnurblut-Stammzellen zur Regeneration von Herzkrankheiten3 und zur Behandlung von Hirnschäden4.

Das enorme Interesse an Stammzellen aus Nabelschnurblut in der Wissenschaft zeigt sich an den jährlich erscheinenden Publikationen hierzu:

Publikationen zu NabelschnurblutQuelle: www.pubmed.org
Viele Forschungsarbeiten befinden sich noch in einem früheren, experimentellen Stadium. Geforscht wird u. a. an der Therapie von Morbus Parkinson, Querschnittlähmung, Diabetes mellitus und der koronaren Herzkrankheit.
Alternativ zur Verwendung der Nabelschnurblut-Stammzellen in ihrem bei der Geburt erreichten Entwicklungsstand und der unmittelbaren Ausdifferenzierung in verschiedene Zelltypen sind die iPS-Zellen („induzierte pluripotente Stammzellen“) ein Gegenstand intensiver Forschung. iPS-Zellen haben dieselben Fähigkeiten wie die ethisch umstrittenen embryonalen Stammzellen. Aus diesen „Multitalenten“ lässt sich jedes Körpergewebe züchten.Nabelschnurblutzellen

Nabelschnurblutzellen werden zu iPS-Zellen „umprogrammiert“ und anschließend zu verschiedenen Zelltypen

Wissenschaftlern der Medizinischen Hochschule Hannover und der Universität Barcelona gelang 2009 der experimentelle Nachweis, dass durch die Einschleusung von vier Genen aus Zellen des menschlichen Nabelschnurblutes iPS-Zellen gewonnen werden können. Bereits in zehn bis fünfzehn Jahren könnten nach Auffassung der Wissenschaftler der Medizinischen Hochschule Hannover konkrete Anwendungsmöglichkeiten für iPS-Zellen aus Nabelschnurblut bestehen. 2010 begann die Medizinische Hochschule ein mehrjähriges, mit öffentlichen Geldern gefördertes Forschungsprojekt.Eine der wesentlichen Herausforderungen besteht in der Vermehrung der Stammzellen im Nabelschnurblut. Sie können bereits mit den heutigen Technologien etwa 40-fach expandiert werden. Aus zehn Ausgangszellen werden so 10 x 240 Zellen, also 10 Billionen Zellen, generiert. Ein israelisches Unternehmen hat ein Verfahren zur Vermehrung von Nabelschnurblutzellen entwickelt, das die Ausgangszahl der Zellen um den Faktor 200 erhöht und erprobt dies in einer klinischen Studie. Obgleich die Vermehrung vor allem auf die Therapie von bösartigen Erkrankungen der Blutbildung und des Knochenmarks abzielt, dürfte ein Erfolg der klinischen Studie die Bedeutung von Nabelschnurblut-Stammzellen insgesamt weiter stärken.

Zum Autor: Mathias Freund ist Professor emeritus für Innere Medizin an der Universität Rostock.

 


1 Yerebakan C, Kaminski A, Westphal B, Donndorf P, Glass A, Liebold A, Stamm C, Steinhoff G. Impact of preoperative left ventricular function and time from infarction on the long-term benefits after intramyocardial CD133(+) bone marrow stem cell transplant. J Thorac.Cardiovasc.Surg. 2011.

2 Arien-Zakay H, Lazarovici P, Nagler A. Tissue regeneration potential in human umbilical cord blood. Best.Pract.Res.Clin Haematol. 2010;23:291-303.

3 Gaebel R, Furlani D, Sorg H, Polchow B, Frank J, Bieback K, Wang W, Klopsch C, Ong LL, Li W, Ma N, Steinhoff G. Cell origin of human mesenchymal stem cells determines a different healing performance in cardiac regeneration. PLoS.One. 2011;6:e15652.

4 Zanier ER, Montinaro M, Vigano M, Villa P, Fumagalli S, Pischiutta F, Longhi L, Leoni ML, Rebulla P, Stocchetti N, Lazzari L, Simoni MG. Human umbilical cord blood mesenchymal stem cells protect mice brain after trauma. Crit Care Med. 2011.


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