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Stammzellen

Multitalente unter den Zellen

09.02.2015  11:45 Uhr

Von Diana Haß / Die Stammzelltherapie soll bisher unheilbare Leiden besiegen. Weltweit läuft deshalb die Stammzell-Forschung auf Hochtouren. Die Hoffnungen sind groß. Doch bisher gibt es wenige gesicherte therapeutische Anwendungen.

Man könnte sie auch »Alleskönner-Zellen« nennen: Stammzellen sind Zellen, aus denen sich alles entwickelt – Blut, Gewebe, Organe. Ohne Stammzellen gäbe es weder Menschen noch andere höher entwickelte Lebewesen. Uneingeschränkte Alleskönner sind die Stammzellen jedoch nur für kurze Zeit: Gerade mal bis zum Acht-Zell-Stadium der Embryonalentwicklung kann aus einer Stammzelle ein ganzer Organismus entstehen. Forscher bezeichnen diese embryonalen Stammzellen, aus denen sich ein ganzer Organismus entwickeln kann, als totipotent. Beim sogenannten Klonen von Organismen werden folglich Zellen vor dem Acht-Zell-Stadium entnommen.

Embryonale Stammzellen

Doch auch in den folgenden Entwicklungstagen behalten die embryonalen Stammzellen ihre Alleskönner-Eigenschaften, bis auf die Ausnahme, dass sie keinen vollständigen Organismus mehr bilden können. Forscher bezeichnen ihre Fähigkeiten nun als pluripotent. Das heißt: Die embryonalen Stammzellen können verschiedene Zelltypen bilden, beispielsweise Haut-, Muskel-, Nerven- oder Blutzellen. Die Forschung an embryonalen Stammzellen ist umstritten. Schließlich entnehmen die Wissenschaftler sie aus befruchteten Eizellen. Die grundlegende ethische Frage dabei lautet: Ab wann beginnt menschliches Leben?

Die Antworten darauf sind unterschiedlich. In Deutschland gab es erbitterte Diskussionen über die Forschung an embryonalen Stammzellen. Fazit: Es ist verboten, Stammzellen aus Embryonen zu gewinnen. Das Stammzellgesetz aus dem Jahr 2002 erlaubt es Forschern allerdings, embryonale Stammzellen aus dem Ausland zu beziehen. Voraussetzung: Die Wissenschaftler müssen eine Genehmigung für ihr Forschungsprojekt beantragen und erhalten. Deutschlandweit haben zahlreiche wissenschaftliche Institute eine Genehmigung zur Forschung mit embryonalen Stammzellen.

Diese embryonalen Stammzellen stammen aus der Reproduktionsmedizin. Bei der In-vitro-Fertilisation, der Befruchtung von Eizellen im Reagenzglas, erzeugen die Mediziner in der Regel mehr Embryonen als später in die Gebärmutter der Patientin eingesetzt werden. An Tag fünf nach der Befruchtung, im Blastozysten-Stadium, werden die Stammzellen entnommen. In einer Nährlösung können sich dann unendlich oft teilen und jeden Zelltyp bilden.

Adulte Stammzellen

Nicht mehr ganz so überwältigende Alleskönner sind Stammzellen jenseits des Embryonalstadiums. Doch die sogenannten adulten Stammzellen können immer noch eine Menge. Allerdings sind ihre Aufgaben jetzt festgelegt. Eine Hautstammstelle beispielsweise sorgt dafür, dass sich verschiedene Hautzellen bilden. Stammzellen aus dem Knochenmark können rote Blutkörperchen, Blutplättchen und weiße Blutkörperchen bilden. Muskelstammzellen sorgen für neues Muskelgewebe. Mehr als 200 verschiedene Zelltypen gibt es im menschlichen Körper.

Stammzellen aus Nabelschnurblut

Seit Ende der 1980er-Jahre weiß man, dass im Nabelschnurblut besonders viele Stammzellen vorhanden sind. Die Einlagerung von Nabelschnurblut – beispielsweise in der Nabelschnurblutbank der deutschen Knochenmarkspenderdatei (DKMS) – ist seit 1997 möglich. Der Nachteil bei der Transplantation von Stammzellen aus dem Nabelschnurblut verglichen mit Knochenmarkstammzellen liegt in der geringeren Menge an Stammzellen, die verfügbar ist. Nur bei einer ausreichenden Zellzahl ist die Behandlung erwachsener Patienten möglich. Stammzelltransplanteure empfehlen derzeit eine minimale Zelldosis zwischen 10 und 30 Millionen kernhaltiger Zellen pro Kilogramm Körpergewicht des Empfängers, wenn Spender und Empfänger nicht identisch sind. Wird die empfohlene Zelldosis zur Behandlung Erwachsener nicht erreicht, so kann die gleichzeitige Transplantation von zwei Nabelschnurblutpräparaten eine Alternative sein. Angesichts der Vorteile von Nabelschnurblut wie die bessere Verträglichkeit und die sofortige Verfügbarkeit, gewinnt die Nabelschnurbluttransplantation zunehmend an Bedeutung.

Künstlich erzeugte Stammzellen

Inzwischen ist der Stammzellenforschung ein weiterer Coup gelungen. Wissenschaftler haben es geschafft, gewissermaßen die Uhr zurück zu drehen. Aus adulten Stammzellen mit einer festgelegten Aufgabe (beispielsweise Hautzellen zu bilden), können wieder Alleskönner wie die embryonalen Stammzellen werden. Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) nennen die Forscher die künstlich erzeugten Stammzellen. Mit ihnen wurden 2013 in Japan weltweit die ersten Klinikversuche zur Behandlung von Altersblindheit gestartet. Dabei wurden Patienten, deren Netzhautgewebe abgestorben war, künstliche Netzhautzellen eingepflanzt, die aus iPS gezüchtet worden waren. Die Probanden sollen jetzt vier Jahre lang beobachtet werden. Bereits ein Jahr zuvor waren in den USA Patienten, die nahezu blind waren, Netzhaut-Zellen aus embryonalen Stammzellen injiziert worden.

Viele Hoffnungen

Stammzellentherapie gegen bisher unheilbare Augenkrankheiten – das ist ein Beispiel von vielen. Weltweit forschen Wissenschaftler, um mit der Stammzelltherapie bisher unheilbare Erkrankungen zu bekämpfen. Im Fokus stehen Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer, Multiple Sklerose oder Herzerkrankungen. Auch Versuche, Querschnittsgelähmte mithilfe von Nervenstammzellen zu heilen, werden unternommen. Gesichert erfolgreiche Therapien indes gibt es bisher kaum, von einem klinischen Einsatz von Stammzellen ist die Medizin noch weit entfernt. Bis auf wenige Ausnahmen. Hierzu zählen vor allem die Blutstammzellen. Sie wurden als erste Stammzellen in den 1960er-Jahren entdeckt und markieren den Beginn der Stammzellforschung.

Therapie bei Leukämie

Vor allem bei der Behandlung der Leu­kämie hat sich die Stammzelltherapie bewährt. Hier werden adulte Blutstammzellen aus dem Knochenmark eines Spenders genutzt. Die eingesetzten Stammzellen haben die Fähigkeit zur Zellneubildung des Blutes. Beim erkrank­ten Empfänger können die Stammzellen dafür sorgen, dass neues, gesundes Blut gebildet wird. Die Plakate der deutschen Knochenmarkspenderdatei kennt wohl jeder. Unter dem Motto »Wir besiegen Blutkrebs!« wirbt die DKMS dafür, dass sich Menschen als potenzielle Knochenmarkspender typisieren lassen. Mehr als fünf Millionen Deutsche sind diesem Aufruf bisher gefolgt. Weltweit sind über 23,7 Millionen potenzielle Stammzellenspender registriert. Derzeit werden von der DKMS nach eigenen Angaben pro Tag mindestens zwölf Spender vermittelt. Für rund 80 Prozent der Patienten, so teilt die DKMS mit, findet sich im weltweiten Verbund ein Spender.

Regenerative Medizin

Neben Blutstammzellen gehören auch Hautstammzellen zu den wenigen Stammzelltypen, die bereits bei der Behandlung von Patienten zum Einsatz kommen. Dank einer Entdeckung, die 1970 von Professor Dr. Howard Green in den USA gemacht wurde, können epidermale Stammzellen eines Patienten entnommen, vervielfältigt und dazu genutzt werden, eine neue Epidermis im Labor zu züchten. Diese Technik wird hauptsächlich eingesetzt, um das Leben von Patienten zu retten, die Verbrennungen dritten Grades auf großen Teilen ihres Körpers erlitten haben. Jedoch sind nur eine Handvoll klinischer Zentren momentan in der Lage diese Behandlung erfolgreich durchzuführen. Allerdings ist es auch keine ideale Lösung. Denn mit dieser Methode kann ausschließlich die Epidermis ersetzt werden; die neue Haut besitzt keine Haarfollikel, Schweiß- oder Talgdrüsen.

Die regenerative Medizin steckt zwar noch in den Kinderschuhen. Aber sie hat – um im Bild zu bleiben – bereits das Laufen gelernt. Nachgezüchtete Organe, neue Haut nach Unfällen, Sehfähigkeit nach Blindheit – das und vieles mehr liegt im Bereich des Möglichen in der Zukunft. Stammzellen als Alleskönner könnten in der Zukunft Therapien möglich machen, die wir heute noch als medizinisch unmöglich betrachten. Derzeit jedoch sind die Möglichkeiten begrenzt.

Dubiose Geschäfte

Manche möchten das jedoch nicht wahrhaben. Wenn der Leidensdruck groß ist und nach dem derzeitigen Stand der Medizin keine Chance auf eine Heilung besteht, greifen Menschen oft zum letzten Strohhalm. Hier gibt es einen Markt für dubiose Angebote. Private Unternehmen bieten für solche Fälle stammzellbasierte Behandlungen an. Für diese Behandlungen, die oft im Ausland stattfinden, wurde jedoch kein signifikanter Wirkungsnachweis erbracht. Versprochen werden unter anderem Heilungschancen bei Hirn- oder Nervenschäden. So wird beispielsweise für die Angehörigen von Wachkoma-Patienten oder bei der Diagnose Parkinson Hoffnung geweckt.

Neben den Risiken, die mit solchen Behandlungen einhergehen, werden den Kunden oft hohe Summen in Rechnung gestellt. So zahlten Parkinson-Patienten beispielsweise für die ein­malige Injektion von Zellen aus dem Knochenmark rund 11 000 Euro. Bei einer unabhängigen Nachuntersuchung wurde keine Verbesserung des Gesundheitszustands festgestellt. Seriöse Mediziner warnen deshalb. Die internationale Gesellschaft für Stammzell-Forschung hat für Menschen, die eine solche Behandlung erwägen, eine Patientenbroschüre erstellt. Ein Rat dort: In Einzelfällen könnte es sinnvoll sein, eine Stammzelltherapie im Rahmen einer klinischen Studie zu versuchen. /

Informationen

Auf www.stammzellforschung.deist die Deutsche Gesellschaft für Stammzellforschung zu finden. Das Patientenhandbuch zur Stammzelltherapie kann über die Homepage der Internationalen Gesellschaft für Stammzellforschung heruntergeladen werden: www.isscr.org

Das Portal EuroStemCell vereint mehr als 90 europäische Forschungslabore im Bereich Stammzellen und regenerative Medizin:

www.eurostemcell.org

Informationsportal der Deutschen Knochenmarkspenderdatei:

www.dkms.de