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Medizin

Transplantierte Stammzellen verbessern Parkinsonsymptome bei Affen

Donnerstag, 31. August 2017

Induzierte pluripotente Stammzellen verbessern spontane Beweglichkeit von Affen mit Parkinson­symptomen. / Misaki Ouchida Center for iPS Cell Research and Application Kyoto University
Induzierte pluripotente Stammzellen verbessern spontane Beweglichkeit von Affen mit Parkinson­symptomen. / Misaki Ouchida Center for iPS Cell Research and Application Kyoto University

Kyoto – Bisherige zelltherapeutische Ansätze der Parkinsonkrankheit waren limitiert, da die notwendigen Stammzellen aus Hirngewebe abgetriebener Feten verwendet werden mussten. Dabei geht es auch ohne embryonale Stammzellen, wie japanische Forscher zeigen konnten. Sie haben erstmals Nervenzellen, die aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) differenziert wurden, in Javaner-Affen transplantiert. In Nature berichten sie über positive Ergebnisse bezüglich Parkinsonsymptomen (2017; doi: 10.1038/nature23664), ähnlich wie sie zuvor bereits im Kleintiermodell publiziert wurden. Die Forscher um Tetsuhiro Kikuchi von der Kyoto University wollen noch vor Ende 2018 die ersten Patienten für eine iPS-Zelltherapie-Studie beim Menschen gewinnen.

Ablauf des Versuchs: Reprogrammierung von Stammzellen

  • Aus Haut- und Blutzellen wurden induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) hergestellt.
  • Ausreifung in Dopaminneurone
  • Transplantation in das Gehirn der Affen
  • zwei Jahre Beobachtung, u.a. mittels PET und MRT

Die reprogrammierten Stammzellen stammten sowohl aus Haut und Blut von gesunden wie auch von Parkin­sonpatienten (siehe Kasten). Diese iPS-Zellen würden sich kaum von embryo­na­len Stammzellen unterscheiden, erklärt Frank Edenhofer, Leiter der Forschungsgruppe Genomik, Stamm­zellbiologie und Regenerative Medizin, Institut für Molekularbiologie an der Universität Innsbruck. Er hält iPS-Zellen daher für eine alternative Quelle für Transplantationen, was sich auch in der aktuellen Studie bestätigte. „Die Auto­ren zeigen, dass sich aus menschlichen iPS-Zellen in faktisch unbegrenzter Weise transplantierbare Nerven-Stammzellen in der Zellkulturschale erzeugen lassen, die eine ähnlich vorteilhafte Wirkung wie die fetalen Zellen entfalten“, fasst Edenhofer ein Ergebnis der Studie zusammen.

Für die Studie verwendeten die Forscher erstmals Affen (Macaca fascicularis), die an Parkinson-ähnlichen Symptomen leiden, als Testsystem. Vor der Implantation der iPS-Zellen in das Gehirn wurden die Tiere mit dem Neurotoxin MPTP behandelt. Das zerstörte Dopaminneurone chemisch und löste spontane Bewegungen wie bei Parkinson aus. Über zwei Jahre untersuchte das Forscherteam aus Japan, wie sich die verpflanzten Dopamin-produzierenden Neuronen im Primatenmodell verhalten.

Qualität, nicht Quantität der iPS-Zellen entscheidet

Die transplantierten Dopamin-produzierenden Neuronen überlebten in den Gehirnen der Versuchstiere und blieben aktiv. „Die Tiere zeigten zudem signifikante Verbesse­rungen in neurologischen Funktionen, etwa spontaner Bewegung“, ergänzt Eden­hofer. Dabei spielte es weniger eine Rolle, wie viele iPS-Zellen überlebten. Entschei­dender war die Qualität der pluripotenten Stammzellen. Kikuchi und seine Kollegen fanden elf Gene als Qualitätsmerkmal, eines davon Dlk1.

Eine besonders wichtige Erkenntnis der Studie sei darüber hinaus, dass sich keine Tumore in den Versuchstieren gebildet hätten. „Das Risiko der Tumorigenität von Stammzellen scheint also durch sorgfältige Vorbehandlung und die Sortierung von Stammzellen kontrollierbar zu sein“, schlussfolgert der Forscher aus Innsbruck.

Für Edenhofer stellt die Studie einen „Meilenstein“ dar, aber noch nicht den „Durch­bruch“. Oliver Brüstle vom Universitätsklinikum Bonn hält die Studie für eine „wichtige präklinische Machbarkeitsstudie zur Verwendung reprogrammierter Stammzellen“. Die Studie reihe sich an eine Serie verschiedenster präklinischer Studien zur Transplanta­tion von aus Stammzellen gewonnenen Dopaminneuronen, die bislang jedoch über­wiegend an Ratten und Mäusen durchgeführt worden waren, sagt der Direktor vom Institute of Reconstructive Neurobiology.

Geringere Dosis an Immunsuppressiva dank immunkompatibler iPS-Zellen

In einer weiteren Publikation in Nature Communications zeigt dieselbe Forschergruppe, dass ein immunologisches „Matching“ des Hauptgewebeverträglichkeitskomplexes (MHC) auf den iPS-Zellen das Transplantat in Javaner-Affen besser anwachsen ließ (2017; doi: 10.1038/s41467-017-00926-5). Die Dosis der Immunsuppressiva konnte verringert werden. „Generell ist der Aufbau von iPS-Banken mit immunkompatiblen iPS-Zellen sehr aufwendig“, kommentiert Edenhofer. Er würde echte autologe Trans­plantate daher vorziehen.

Stammzellstudien am Menschen werden nicht nur in Japan (Kyoto Trial) geplant. Zwei weitere Konsortien beginnen mit ersten klinischen Studien mit humanen embryonalen Stammzellen oder iPS-Zellen am Menschen, USA (NYTEM Trial) sowie Schweden und UK (STEM-PD). © gie/aerzteblatt.de

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