Stammzellen aus Nabelschnurblut zur Behandlung von Hirnschädigungen bei Kindern
Inhaltsübersicht
Stammzellgewinnung
Transplantation von autologen Nabelschnurstammzellen
Behandlung hypoxämisch-ischämischer Hirn-Schädigungen
Tierexperimente
Stammzellgewinnung
Autologe Nabelschnurstammzellen werden meist direkt nach der Geburt aus der Nabelschnur entnommen und zur weiteren Aufbewahrung kryokonserviert. Für allogene Nabenschnurblutstammzellen befinden sich aktuell Stammzellbanken im Aufbau, in denen von freiwilligen Spendern (d.h. nach Einwilligung der Eltern) Stammzellen postpartal kryokonserviert eingelagert werden.
Transplantation
Die Transplantation autologer Nabelschnurstammzellen erfolgt ohne vorherige Konditionierung. Diese Transplantationsform darf nicht mit der allogenen Nabelschnurbluttransplantation nach Konditionierung (mit dem Ziel, eine neue Hämatopoese zu etablieren) verwechselt werden.
Behandlung hypoxämisch-ischämischer Hirn-Schädigungen
Frühkindliche hypoxämisch-ischämische Hirn-Schädigungen können zu lebenslänglichen Behinderungen führen. Zur Prävention und frühzeitigen Behandlung befinden sich verschiedene neuroprotektive Therapien in der Entwicklung. Von diesen ist die Hypothermiebehandlung klinisch am weitesten fortgeschritten. Während antiinflammatorische und antiapoptotische pharmakologische Therapien sich noch im tierexperimentellen Stadium befinden, sind Zelltherapien bereits in der klinischen Erprobung. Zwei Studiengruppen in den USA setzen bereits autologes Nabelschnurrestblut zu diesem Zwecke ein (Clinicaltrials.gov NCT01072370 Georgia Health Sciences University, und NCT00593242 Duke University). An der Ruhr-Universität Bochum wurden bei 3 Kindern mit Cerebralparesen, deren Nabelschnurblut bei Geburt eingelagert worden war, eine autologe Transplantation von Stammzellen aus eigenem Nabelschnurblut im Rahmen individueller Heilversuche durchgeführt (Jensen 2011, Jensen und Hamelmann, 2013, siehe Literatur).
Autologes Nabelschnurblut ist ein für die regenerative Medizin interessantes Stammzellpräparat, da es eine hohe Konzentration sehr unreifer hämatopoetischer und mesenchymaler Stammzellen und Vorläufer enthält, die zum Teil auch das Potential neuronaler und glialer Differenzierung haben. Auch ist die antiinflammatorische Wirkung von mesenchymalen Vorläufern bekannt und könnte bei der sich entwickelnden Cerebralparese therapeutisch wirksam sein. Welche Zellelemente in welchem Diffenzierungsstadium und in welchem zellulären Mikroenvironment wirksam sind, ist bisher noch weitgehend ungeklärt.
Untersuchungen in vitro haben aber gezeigt, dass mononukleäre Zellen aus menschlichem Nabelschnurblut einerseits große Mengen von Interleukinen, Wachstumsfaktoren und Chemokinen ausschütten (Neuhoff et al., 2007) und andererseits zu Glia und neuronalen Vorläuferzellen differenzieren können. Somit sind indirekte und direkte ‚therapeutische’ Wirkungen vorstellbar. Es konnte gezeigt werden, dass die systemische Transplantation menschlicher mononukleärer Zellen aus Nabelschnurblut in neugeborene Ratten, denen experimentell ein hypoxischer Hirnschaden zugeführt wurde, sowohl zur massenhaften Einwanderung dieser Zellen in die geschädigte Hirnregion (‚Homing’) als auch zur Verhinderung der spastischen Parese führte (Meier et al., 2006).
Tierexperimente
In Tierexperimenten ergaben sich bei einer Reihe unterschiedlicher Schädigungen des Zentralen Nervensystems Hinweise auf ein therapeutisches Potential von menschlichen mononukleären Nabelschnurblutzellen (Rosenkranz et al, 2010, Geißler et al., 2011, Wasielewski et al., 2012). So konnte vor allem beim Schlaganfall, perinatalem hypoxisch-ischämischem Hirnschaden, Rückenmarksverletzung, amyotroper Lateralsklerose (ALS) und traumatischem Hirnschaden durch Transplantation von mononukleären Zellen aus menschlichem Nabelschnurblut eine Besserung der neurologischen und – in einigen Untersuchungen auch – der kognitiven Leistungen beobachtet werden.
Die klinische Weiterentwicklung regenerativer Zelltherapien auf der Basis von Nabelschnurblut beim Menschen im Rahmen von klinischen Studien stellt eine wichtige Aufgabe für die Zukunft dar (Jensen 2011, Jensen und Hamelmann 2013, Jensen 2013, siehe Literatur).