Welche Rolle spielen Stammzellen bei einer medizinischen Therapie?

Im Vorfeld einer Knochenmarktransplantation werden die blutbildenden Zellen des Empfängers vernichtet, weil diese krank sind, wie beispielsweise bei Leukämie oder bei Stoffwechselerkrankungen. Die defekten Blutzellen werden im Rahmen einer Chemotherapie oder Bestrahlung zerstört. Dabei werden auch immunkompetente Zellen (Anm. d. Red.: weiße Blutkörperchen beziehungsweise deren Vorläuferzellen, die für die Abwehr von Krankheitserregern zuständig sind) geschädigt. Das bedeutet wiederum, dass der Körper des Patienten seiner Umgebung schutzlos ausgeliefert ist, denn es existiert dann kein funktionierendes Immunsystem mehr. Die transplantierten Stammzellen sollen nach einer solchen Behandlung helfen, dieses möglichst schnell wieder aufzubauen. Die Stammzellen müssen den Weg ins Knochenmark, der Produktionsstätte der Blutzellen, finden. Dies tun sie selbständig mit Hilfe von Adhäsionsmolekülen. Dort angekommen, beginnen sie sofort mit der Teilung und Differenzierung.

Welche Erkrankungen können mit Hilfe von Stammzellen behandelt werden?

Der klassische Anwendungsfall von Stammzellen in der medizinischen Therapie ist die Leukämie. Durch die Vernichtung des Knochenmarks per Chemotherapie oder Bestrahlung wird versucht, diese Krankheit noch intensiver zu behandeln. Im Anschluss ist jedoch eine Stammzelltherapie notwendig, um die Blutbildung des Patienten wiederherzustellen.

Eine ähnliche Therapie kommt auch bei der aplastischen Anämie (Anm. d. Red.: Knochenmark produziert keine Blutzellen) zum Einsatz. Zudem gehören solide Tumore, also Krebserkrankungen, zu den Anwendungsgebieten der Stammzelltherapie.

Die Stammzelltherapie ist für viele schwerkranke Patienten oft die letzte Hoffnung. Wie sind die Erfolgsaussichten?

Die Therapie von Krankheiten mit Stammzellen hat bisher viele Erfolge zu verbuchen. Allerdings sind die Ergebnisse der Behandlung abhängig von der Erkrankung. Bei Leukämie liegt die Heilungschance zum Beispiel bei 60 Prozent, bei der aplastischen Anämie bei 80 Prozent und bei Stoffwechselerkrankungen sogar bei fast 100 Prozent.

Sie haben beschrieben, wie und wo Stammzellen eines Spenders angewendet werden.  Wann setzt man  körpereigene Stammzellen ein?

Bei Krebserkrankungen des Knochens oder der Weichteile, besonders bei Kindern, werden autologe Transplantationen durchgeführt. Ziel ist, eine intensive Chemotherapie einzusetzen, um Tumore zu bekämpfen. Das Knochenmark und die Blutbildung selbst werden bei dieser Behandlung natürlich geschädigt. Deshalb wird das eigene Knochenmark vor der Bestrahlung entnommen, konserviert und nach der Behandlung wieder zugeführt. Da es durch diese Vorgehensweise möglich ist, das Knochenmark nach der Chemotherapie wieder aufzubauen, kann eine besonders intensive Bestrahlung des Patienten erfolgen.

Sie haben gerade einen Vorteil von Nabelschnurblut angesprochen: die bessere Verträglichkeit. Gibt es noch weitere?

Das Nabelschnurblut als Quelle von Stammzellen weist Vor- aber auch Nachteile auf.  So sind die Stammzellen aus dem Nabelschnurblut teilweise noch sehr jung und in ihrer Differenzierung noch nicht festgelegt. Zudem sind, wie schon gesagt, die Stammzellen aus Nabelschnurblut immunologisch besser verträglich, als die aus Knochenmark. Der Grund dafür ist, dass die Nabelschnurblutstammzellen und die Lymphozyten im Nabelschnurblut noch keine Infektionen erlebt haben und die Entwicklung von Infekt-bestimmten  Abwehrzellen (Lymphozyten) noch nicht eingetreten ist. Nach der Geburt wird ein Kind mit vielen Krankheitserregern konfrontiert. Dagegen werden immunkompetente Zellen (spezifische Lymphozyten) gebildet, die jedoch auch gegen das Gewebe eines möglichen Empfängers reagieren können und eine Graft-versus-Host (Transplantat-gegen-Empfänger)-Erkrankung auslösen können. Die  Stammzellen und die Lymphozyten aus Nabelschnurblut sind dagegen noch unberührt und werden deshalb besser vom Patienten toleriert, selbst wenn die Gewebsmerkmale nicht ganz übereinstimmen. Zudem ist die Lebensfähigkeit der Stammzellen eines Neugeborenen größer als die vergleichbarer Zellen eines Erwachsenen im mittleren Alter. Werden die Stammzellen einem noch sehr jungen Kind transplantiert, könnte das eine wichtige Rolle spielen. Anhand dieser biologischen Merkmale wären die Stammzellen aus Nabelschnurblut denen aus erwachsenem Knochenmark vorzuziehen.

Warum ist die Vervielfältigung von Zellen von so großem Interesse?

Für uns steht der Einsatz solcher Zellen in der Wirkstoffentwicklung im Mittelpunkt ebenso wie die Grundlagenforschung. Nun könnte man argumentieren, dass Körperzellen aus Menschen sich besser eignen würden. Doch das ist leider so nicht ganz richtig – da gibt es ein technisches Problem. Primäre Körperzellen (Anm. d. Red.: Zellen, die direkt aus einem lebenden Organismus gewonnen werden) haben ein begrenztes Wachstumspotenzial. Sie können sich nur eine bestimmte Zeit lang vermehren - die Zahl der Teilungen hängt vom Zelltyp ab. Damit ist die Materialverfügbarkeit limitiert und die damit verbundene, ständige Gewinnung dieser Zellen ist aufwendig und schwierig. Dann, so könnte man meinen, wären Zelllinien ein gute Alternative. Sie teilen sich durch ständig aktive Expressionsgene nahezu unendlich und werden deshalb oft und gerne in der Zellkultur verwendet. Jedoch spiegeln diese Zellen die Situation im Körper nicht genau wider, das können eben nur Primäre Zellen. Deshalb ist es wichtig, diese zu vermehren, um mit ihnen Forschung zu betreiben.

Lässt sich diese Art der Vermehrung auch auf Stammzellen aus Nabelschnurblut anwenden?

Ja – das ist komplett flexibel und für jede Zellart machbar. Es hängt nun davon ab, wer in dieses System investieren möchte, und es ist eine gewisse Zeit nötig, um die Technik dem Zelltyp anzupassen. Wir haben derzeit einen anderen Fokus – den der Wirkstoffentwicklung – weshalb wir die Vermehrung von Nabelschnurblut-Stammzellen nicht praktizieren.

Was halten Sie persönlich von der Konservierung von Nabelschnurblut? Sei es nun zum Zwecke der Forschung oder der Gesundheitsvorsorge.

Ich finde, es ist eine sehr sinnvolle Sache, das Nabelschnurblut aufzubewahren. Denn es ist viel zu kostbar, um es einfach zu entsorgen, und für die Forschung ein unerlässlicher Partner. Die Therapie mit Nabelschnurblut erachte ich es für eine sehr interessante Option. Inwieweit diese erfolgreich sein wird, muss sich aber noch herausstellen.