Mesenchymale Stammzellen im Gewebe der Nabelschnur

     

Mesenchymale Stammzellen beschleunigen die Heilung von Wunden und besänftigen das Immunsystem. Zellen aus dem Gewebe der Nabelschnur weisen dabei besondere Fähigkeiten auf.

Knochen, Knorpel und Fettgewebe - mesenchymale Stammzellen bilden und erneuern wichtige Gewebe. Im Labor sind sie noch flexibler: Forscher wandeln sie in Zellen um, die Merkmale von Leber, Herz und dem Nerven­system annehmen1. Im Körper eines erwachsenen Menschen gibt es kaum eine andere Stammzellenart, die derart wandlungsfähig und wachstumsfreudig ist.

Mesenchymale Zellen

Im menschlichen Körper erzeugen mes­enchy­male Stammzellen vor allem Knochen, Knorpel und Fett­gewebe. Im Labor können sie jedoch noch viele weitere Zell­typen hervor­bringen.

Diese Fähigkeiten haben auch das Interesse von Ärzten geweckt: Sie versuchen, die mesenchymalen Stammzellen für neue Therapien zu nutzen. Allein im Jahr 2017 meldeten medizinische Forscher 80 neue Studien an, seit 2008 wurden insgesamt etwa 700 Studien gestartet. Viele sind noch nicht abgeschlossen, aber manche haben schon viel­ver­sprechende Ergebnisse geliefert.

Schwerpunkte: Regeneration und Immunstörungen

Die Krankheiten, die in diesen Studien behandelt werden, sind dabei ähnlich vielfältig wie die Fähigkeiten der mesenchymalen Stammzellen. Zwei Schwer­punkte lassen sich dennoch aus­machen: Da ist zum einen die Regeneration von Geweben, die durch akute Ereignisse oder chronische Erkrankungen stark geschädigt sind. Und zum anderen sind es schwere Entzündungs­reaktionen, bei denen ein über­schießendes Immun­system in seine Schranken verwiesen werden muss.

Eine Reihe von Vorteilen machen die mes­enchymalen Stammzellen interessant für die Medizin. Ein wichtiger Aspekt für die Praxis ist, dass sie vergleichsweise leicht zugänglich ist2. Eine Punktion des Knochenmarks liefert ausreichend Ausgangsmaterial für die Therapie, alternativ kann auch abgesaugtes Fettgewebe genutzt werden. Die Behandlung mit diesen mesenchymalen Zellen scheint - zumindest wenn sie aus dem eigenen Körper stammen - nach bisherigen Erfahrungen auch nur wenig unerwünschte Nebenwirkungen zu haben6.

Die zugänglichste Quelle ist jedoch die Nabelschnur: Das Gewebe enthält eine hohe Dichte von Stammzellen, und es ist nach der Geburt verfügbar, ohne dass ein zusätzlicher Eingriff nötig ist. Die Zellen haben auch noch kaum Schäden durch die Umwelt oder durch Infektionen erlitten. Und so verwendet mittlerweile eine von fünf klinischen Studien die Zellen aus dem Nabelschnur­gewebe.

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Die Wandlungsfähigkeit der mesenchymalen Zellen

Ein weiterer Vorteil ist die bereits erwähnte Wandlungsfähigkeit. Die jungen Zellen aus der Nabelschnur gelten als besonders potent, auch weil sie sich noch manche Merkmale der embryonalen Stammzellen erhalten haben. Wie andere Arten von mesenchymalen Zellen auch beweisen sie ihre Fähigkeiten vor allem im Labor, wenn Forscher sie mit ausgewählten Wachstums­faktoren behandeln. Ob diese künstlich erzeugten Zellen auch für die Medizin nutzbar sind, ist heute jedoch noch unklar.

Es sind wohl auch andere Fähigkeiten, welche die Erfolge in den bisherigen Studien erklären. So wandern mesenchymale Stammzellen aktiv zu Stellen im Körper, die entzündet sind oder kürzlich verletzt wurden3. Dort angekommen, unterstützen sie das lokale Gewebe bei der Heilung der Wunden.

Hilfreiche Wachstumsfaktoren

Wie sie das tun, ist noch Gegenstand intensiver Forschung. Unumstritten ist jedoch, dass Wachstums­faktoren, welche die Stammzellen am Ort der Verletzung freisetzen, eine wichtige Rolle dabei spielen. Diese löslichen Faktoren bewahren geschädigte Gewebezellen vor dem Absterben und regen sie zu verstärktem Wachstum an. Nach einem Herz­infarkt oder bei Leber­zirrhosen kann dies eine wichtige Unterstützung sein: Die Gewebe­schäden sind dann oft so groß, dass die natürlichen Selbst­heilungs­kräfte überfordert sind.

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Wichtig für die Medizin ist auch eine weitere Fähigkeit: Mesenchymale Stammzellen können beruhigend auf das Immunsystem einwirken, wenn dieses zu stark reagiert oder den eigenen Körper angreift4. Einige Studien beschäftigen sich daher mit chronischen Entzündungen wie Morbus Crohn oder Auto­immun­erkrankungen wie dem systemische Lupus erythematodes.

Erste zugelassene Therapie

Die Stammzellen können auch Immun­schäden abwenden, die bei Kompli­kationen nach einer Trans­plantationen auftreten. Diese Graft-versus-Host-Reaktion (übersetzt etwa Transplantat-gegen-Wirt) lässt sich nur schwer behandeln und verläuft in vielen Fällen tödlich5. Einen Hoffnungs­schimmer bietet die erste zugelassene Stammzell­therapie für diese Indikation, die auf allogenen mesenchymalen Stammzellen beruht: Die kommerzielle Therapie mit den Namen Prochymal (Kanada, Neuseeland) oder TemCell (Japan) hilft leukämie­kranken Klein­kindern, die nach einer Knochen­marktrans­plantation mit schweren Immun­problemen zu kämpfen haben.

Auch wenn mesenchymalen Stammzellen - und besonders solche aus dem Nabelschnur­gewebe - große Vorteile bieten: Die meisten klinischen Studien befinden sich noch in einer frühen und experimentellen Phase. Daher ist auch noch unklar, ob sie ihren Nutzen beweisen können und - falls ja - welche Quelle sich am besten in der Praxis bewährt. Doch Forscher hoffen, dass ihre klinischen Studien in einigen Jahren Antworten auf diese Fragen liefern werden.

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1 Stoltz et al., Stem Cells and Regenerative Medicine: Myth or Reality of the 21th Century, Stem Cells International 2015 (link)
2 Kalaszczynska et al., Wharton’s Jelly Derived Mesenchymal Stem Cells: Future of Regenerative Medicine? Recent Findings and Clinical Significance, BioMed Research International 2015 (link)
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Kurz und knapp 

  • mesenchymale Stammzellen bilden und erneuern Knochen, Knorpel und Fettgewebe
  • im Labor entwickeln sie sich zu Zellen von Herz, Leber und Nervensystem
  • mesenchymale Zellen setzen Wachstums­faktoren frei, die die Heilung von Geweben beschleunigen
  • ein über­reagierendes Immun­system kann durch mes­enchymale Zellen beruhigt werden