ArchivMedizin studieren2/2010Stammzellen aus Nabelschnurblut Summary

Medizin

Stammzellen aus Nabelschnurblut Summary

Deutsches Ärzteblatt Studieren.de, 2/2010: 24

Creutzig, Ursula; Reimann, Verena; Kögler, Gesine

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Zusammenfassung

Zum Thema Stammzellen aus Nabelschnurblut und Stammzelleinlagerung sind Ärzte aller Fachbereiche die ersten Ansprechpartner werdender Eltern. Nabelschnurblutstammzellen bergen unter bestimmten Bedingungen ein großes Potenzial für die Behandlung vielfältiger Erkrankungen, doch sie sind kein Allheilmittel. Dieser Artikel bietet eine Übersicht über heutige Anwendungen und potenzielle künftige Einsatzgebiete. Für den Einsatz in der regenerativen Medizin ist das Potenzial autologer Stammzellen aus Nabelschnurblut jedoch gering, da die Zellen bis zu ihrem Gebrauch kryokonserviert werden müssen und es nicht möglich ist, aus kryokonserviertem Material klinisch relevante Mengen nicht hämatopoetischer Stammzellen anzuzüchten. Ärzte sollten werdende Eltern so beraten, dass sie sich keine Vorwürfe machen, wenn sie Nabelschnurblut nicht einlagern lassen.

Schlüsselwörter: Stammzelltherapie, Blutprodukt, adulte Stammzelle, hämatopoetische Stammzelle, allogene Transplantation

Summary

Physicians of any specialty may be the first persons to whom prospective parents turn for information about the acquisition and storage of stem cells derived from cord blood. Stem cells can potentially be used to treat many diseases, yet they are not a panacea. This article provides an overview of their current and possible future applications. Autologous stem cells from cord blood have poor prospects for use in regenerative medicine, because they have to be cryopreserved until use. Physicians should tell prospective parents that they have no reason to feel guilty if they choose not to store cord blood in a private bank.

Key words: stemcell therapy, blood products, adult stem cells, hematopoietic stem cells, allogeneic transplantation


Nur aus einem Drittel aller frischen, allogenen Nabelblutspenden können klinisch relevante Mengen nicht hämatopoetischer Stammzellen gezüchtet werden. Foto: Keystone
Nur aus einem Drittel aller frischen, allogenen Nabelblutspenden können klinisch relevante Mengen nicht hämatopoetischer Stammzellen gezüchtet werden. Foto: Keystone

Die Stammzellforschung ist ein sich rasant entwickelndes, kontrovers diskutiertes Gebiet der Wissenschaft. Werdenden Eltern ist es daher im Normalfall unmöglich, sie vollständig zu erfassen. Sie möchten ihren Nachkommen jede Gesundheitsvorsorge ermöglichen. Für private Stammzellbanken ist es daher einfach, den Eindruck zu erwecken, es sei ein schwerwiegender Fehler, Nabel­schnurblut nicht aufzubewahren. Doch dem ist nicht so.

Weltweit stehen mehr als 400 000 kryokonservierte, allogene Nabel­schnurblut­transplantate zur Verfügung, die über zentrale Nabel­schnur­blut­stamm­zell­spender­register angefordert werden können. Mehr als 20 000 Patienten wurden bislang mit allogenen Nabel­schnur­blut­spenden transplantiert, und die Zahl der transplantierten Patienten steigt weltweit kontinuierlich an. Im Jahr 2008 wurden in Deutschland erstmals mehr Erwachsene als Kinder transplantiert.

Nabelschnurblut hat viele Vorteile: Es ist wesentlich schneller verfügbar als Knochenmark – im Notfall können Transplantate innerhalb von zwei Werktagen bereitgestellt werden. Aufgrund der immunologischen Unreife der Zellen ist es besser verträglich, dabei aber ebenso sicher und effektiv. Nabelschnurblut kann unter bestimmten Voraussetzungen auch dann mit sehr gutem Erfolg transplantiert werden, wenn es nicht einhundertprozentig zum Empfänger passen sollte, dies erweitert den Kreis der transplantationsfähigen Patienten erheblich. Weitere entscheidende Vorteile des Nabelschnurblutes sind die gefahrlose und ethisch unbedenkliche Gewinnung sowie die geringere Kontamination mit Krankheitserregern. Bei Erwachsenen wäre die geringere Gesamtzellzahl von Nachteil, wenn sie nicht durch den Einsatz von Doppeltransplantationen kompensiert werden könnte.

Die Einlagerung seines eigenen Nabelschnurblutes wird voraussichtlich für kaum ein Kind jemals relevant sein. Foto: vario-images

Die Einlagerung seines eigenen Nabelschnurblutes wird voraussichtlich für kaum ein Kind jemals relevant sein. Foto: vario-images
ass="Zwischenzeile">Nutzung in der regenerativen Medizin

Frisches (also zuvor nicht eingefrorenes) Nabelschnurblut ist eine vielversprechende Quelle nichthämatopoetischer Stammzellen. Es enthält unter anderem Endothelzellen, mesenchymale Stromazellen (MSC) und unrestringierte Stammzellen (USSC). Diese können theoretisch bis zu einer Zellzahl von 1015 amplifiziert und in vitro und in vivo in unterschiedliche Gewebe differenziert werden (knochenbildende Zellen, Knorpelzellen, endodermale und neuronale Zellen). Sie stellen realistische Perspektiven für die Geweberegeneration dar. Zellkultur- und Tierversuche zeigen beispielsweise, dass Stammzellen aus frischem Nabelschnurblut die Auswirkungen von Herzinfarkten mildern können. Sie wandern zum Infarktareal, verringern die Infarktgröße, verbessern die Herzfunktion und erhöhen die Haargefäßdichte. Nichthämatopoetische Nabelschnurblutstammzellen differenzieren in vitro in Herzmuskelzellen, dies wurde in vivo nicht beobachtet. Dass die Infarktgröße in vivo dennoch verringert wird, spricht für einen Wirkmechanismus über Zytokinausschüttung. Großtiermodelle werden zeigen, inwieweit die im Kleintierversuch erworbenen Daten reproduzierbar sind. Autologe Stammzellen aus Knochenmark werden heute in der Klinik bereits eingesetzt, um Folgeschäden von Herzinfarkten zu minimieren. Hierbei werden ebenfalls Wirkmechanismen über Zytokinausschüttung diskutiert. Nabelschnurblut wurde beim Menschen bislang nicht zur Therapie von Herzinfarkten eingesetzt.

Studien bei jugendlichen und erwachsenen Patienten mit Diabetes mellitus

Zwei Studien mit unterschiedlichen Therapieansätzen (Studie 1: autologes Nabelschnurblut bei Kindern ohne vorherige Chemotherapie; Studie 2: autologes Knochenmark bei Erwachsenen mit vorangegangener Chemotherapie) untersuchen derzeit den Einfluss von Stammzellen auf die Verbesserung der Funktion der Betazellen der Bauchspeicheldrüse. Erste Ergebnisse zeigen, dass eine autologe Nabelschnurbluttransplantation ohne vorherige Chemotherapie keinen nachteiligen Effekt, aber auch keine signifikante Verbesserung der Situation zur Folge hat. Abschließende Studienergebnisse stehen bei beiden Studien aus.

Einsatz von Stammzellen wird auch bei neurologischen Erkrankungen diskutiert

Unter bestimmten Bedingungen sind Stammzellen aus frischem Nabelschnurblut in vitro zudem in der Lage, in Neurone, Mikrogliazellen und Astrozyten zu differenzieren. Für neurologische Erkrankungen konnte in Tiermodellen gezeigt werden, dass durch die Behandlung mit frischem Nabelschnurblut Verbesserungen bei den Krankheitsverläufen von Schlaganfall, amyotropher Lateralsklerose (ALS), Parkinson, Alzheimer und Rückenmarksverletzungen auftraten, man muss jedoch berücksichtigen, dass die Versuchstiere kleine Nager waren, deren Spontanheilungsrate bei derartigen Erkrankungen relativ hoch ist. In vitro differenzieren frische Nabelschnurblutstammzellen unter bestimmten Kulturbedingungen in Osteoblasten, in vivo zeigte sich zudem eine verbesserte Knochenheilung.

Auch programmierte somatische Zellen, sogenannte iPS-Zellen (iPS = induzierte, pluripotente Stammzellen), bergen Potenzial in der regenerativen Medizin, da sie einige Eigenschaften embryonaler Stammzellen aufweisen – allerdings einschließlich der Bildung von Teratomen. iPS-Zellen können aus verschiedenen somatischen Ursprungszelllinien hergestellt werden, darunter auch Hautfibroblasten. Alle adulten Zelllinien eines ausgewachsenen Organismus haben eines gemeinsam: Die zellulären Systeme sind vorgealtert. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das eigene Knochenmark unbrauchbar wäre, falls einmal eigene Stammzellen benötigt werden sollten. Sehr sinnvoll erscheint es, zu versuchen, iPS-Zellen aus Nabelschnurblut zu generieren, da diese Zellen jung sind und keine Schäden akkumulieren konnten.

Kürzlich ist es zwei Arbeitsgruppen gelungen, unter Einsatz viraler Vektoren iPS-Zellen aus Nabelschnurblut zu generieren. Dies ist eine Möglichkeit, Zellen mit „embryonalem Stammzellcharakter“ (einschließlich der Bildung von Teratomen) auch aus Nabelschnurblut herzustellen. Dieser Ansatz ist für Forschungszwecke und Arzneimittelscreening ideal geeignet, klinische Optionen bietet er jedoch noch nicht. Erst wenn es gelingen sollte, iPS-Zellen ohne virale Vektoren und Teratombildung zu generieren, kann man einen klinischen Einsatz unter Implementierung des Arzneimittelgesetzes überhaupt in Erwägung ziehen.

Private Anbieter lagern Nabelschnurblut für den Eigenbedarf ein und verwahren es für einen bestimmten Zeitraum gegen eine Gebühr, die von den Eltern an die Firma zu entrichten ist. Es ist vorstellbar, dass Eltern diese Dienstleistung als eine Art „biologische Lebensversicherung“ für ihre Kinder betrachten könnten. Eine wissenschaftliche Begründung und eine Indikation zur Anwendung dieser Dienstleistung gibt es bislang nicht. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind eines Tages auf sein eigenes Nabelschnurblut angewiesen sein wird, ist extrem gering. Von weltweit geschätzten 2,5 Millionen eingelagerten autologen Spenden sind bislang maximal 100 transplantiert worden (hierunter auch allogene Transplantate für Geschwisterkinder), das Verhältnis von angewendeten zu eingelagerten Präparaten beträgt circa 1 : 25 000. Die Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Knochenmark- und Blutstammzelltransplantation vertritt in diesem Zusammenhang die folgende Auffassung (www.dag-kbt.de): „Mütter von gesunden Neugeborenen und ihre Familien sollen wissen, dass es nach dem heutigen Stand des Fachwissens kein Versäumnis darstellt, das Nabelschnurblut des Kindes nicht einzufrieren. Wer diese Maßnahme im individuellen Fall durchführen lassen will und sie selbst finanziert, sollte über ihren derzeit spekulativen Charakter sachlich korrekt aufgeklärt sein. [. . .] Es muss in jedem Fall sichergestellt werden, dass [. . .] schwangere Frauen und ihre Familien eine von kommerziellen Betreibern von Stammzellbanken unabhängige Aufklärung erhalten. Es ist nicht nur aus medizinischen Gründen, sondern schon im Sinne des Verbraucherschutzes erforderlich zu verhindern, dass Betreiber von Stammzellbanken durch Werbeinformationen unrealistische Erwartungen wecken, die Eltern in ungerechtfertigte Gewissenskonflikte bringen können.“ Die Einlagerung autologer Präparate wird auch von weiteren namhaften nationalen und internationalen medizinischen Organisationen entschieden abgelehnt.

Aussagen privater Anbieter ähneln einander. Sie sind für sich genommen meistens korrekt, erwecken im Gesamtkonzept jedoch den Eindruck, Nabelschnurblut sei ein unverzichtbares Allheilmittel, das schon in naher Zukunft in der regenerativen Medizin eingesetzt werden könne. Die wiederkehrende Aussage, Stammzellen würden seit Jahrzehnten eingesetzt, um Krebsleiden und Erkrankungen des Blutes zu therapieren, ist zweifellos korrekt, könnte beim Leser aber im Gesamtzusammenhang zu der Schlussfolgerung führen, dass auch das eigene Nabelschnurblut dieses Potenzial aufweist.

Empfehlungen für beratende Ärztinnen und Ärzte

Werdenden Eltern sollte geraten werden, ihr Nabelschnurblut zu spenden, wenn die Möglichkeit besteht. Sollte ein Kind ein Transplantat benötigen, ist es besser, auf das Blut eines gesunden Fremdspenders zurückzugreifen.

Sollten Eltern ein leukämiekrankes Kind haben, kann es sinnvoll sein, das Nabelschnurblut des erwarteten Kindes für das kranke Kind zu spenden.

Werdende Eltern sollte man darüber aufklären, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ihr Kind sein eigenes Nabelschnurblut benötigen wird, extrem gering ist.

Eltern, die sich dennoch für eine Einlagerung für den Eigenbedarf entscheiden, sollten keinen Kredit/Ratenzahlung in Anspruch nehmen und sich genau über die in Betracht kommenden Firmen informieren.

Prof. Dr. Gesine Kögler

Dr. Verena Reimann

Universitätsklinikum Düsseldorf

Institut für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika

José Carreras Stammzellbank, Moorenstraße 5

40225 Düsseldorf

E-Mail: koegler@itz.uni-duesseldorf.de

E-Mail: reimann@itz.uni-duesseldorf.de

 *Institut für Transplantationsdiagnostik und Zelltherapeutika, Düsseldorf: Dr. rer. medic. Reimann, Prof. Dr. rer. nat. Kögler

**Gesellschaft für pädiatrische Onkologie und Hämatologie: Prof. Dr. med. Creutzig

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