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Mesenchymale Stammzellen: Verheißungen und Wirklichkeit 2015-04-09T12:37:34+00:00

Antonio Uccelli, MD, Einheit für Neuroimmunologie, Abteilung für Neurowissenschaften, Ophthalmologie und Genetik, Universität von Genua, Genua, Italien

Stammzellen sind heterogene Zellpopulationen, das heißt sie haben verschiedene und unterschiedliche Eigenschaften und sind nicht alle gleich. Oft wird fälschlicherweise angenommen, sie seien in der Lage, fast jedes Gewebe zu reparieren, da sie die Fähigkeit besitzen, sich in Zellen jedes Gewebetyps zu entwickeln. Aufgrund dieser Erwartungen wurden Stammzellen als Ursprung für Zellen zur Gewebegeneration in verschiedenen Bereichen der regenerativen Medizin, unter anderem auch der Neurologie, vorgeschlagen.

T- und B-Zellen sind Elemente des körpereigenen Immunsystems, auch bekannt als Lymphozyten. Beide Zelltypen spielen eine Rolle, wenn der Körper angegriffen wird: B-Zellen produzieren Antikörper, und T-Zellen mobilisieren andere Zellen als Teil der

Immunantwort. Bei MS koordiniert der Körper eine fehlerhafte Immunantwort. Autoreaktive T- und B- Zellen im ZNS erkennen die körpereigenen Myelin- Antigene als Fremdkörper und greifen daher das Myelin an und zerstören es. Die Schädigung des Myelins (Demyelinisierung) führt zur Schwächung der Nervenerregungsleitung und langfristig zu neuronalen Schäden, der biologischen Grundlage für eine irreversible Behinderung. Die ideale Behandlung von MS muss daher auf die autoreaktiven Zellen abzielen, das angegriffene Gewebe des ZNS schützen und seine Regeneration fördern.

Neueste Studien bei experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis (EAE), einer der MS ähnlichen Erkrankung bei Tieren, haben gezeigt, dass mesenchymale Stammzellen (MSZ) einige dieser Ziele eventuell erreichen könnten.

MSZ wurden zuerst im Knochenmark beschrieben, wo sie Zellkomponenten im Blut bilden, indem sie eng mit hämatopoetischen Stammzellen (HSZ) interagieren. Der natürliche Weg von MSZ ist die Spezialisierung zu Geweben wie Knochen, Gelenken, Fett, Muskeln und Sehnen, auch Mesodermgewebe genannt. Durch ihre natürliche Tendenz sind MSZ eher als multipotente Vorläuferzellen von Mesodermgeweben denn als echte Stammzellen anzusehen. Unter speziellen experimentellen Bedingungen haben MSZ jedoch die Fähigkeit, sich in andere Zelltypen zu entwickeln, zum Beispiel auch in Nervenzellen. Erst vor kurzem haben Studien gezeigt, dass MSZ viele Funktionen von Zellen des Immunsystems beeinflussen können, darunter auch aktivierte T- und B-Zellen. Bei vorhandenen MSZ erhöht sich die Anzahl von Lymphozyten und anderen Immunzellen nicht weiter und sie können keine entzündlichen Cytokine produzieren – Signalgeber des fehlerhaften Immunangriffs. Durch das Vermögen von MSZ, die Immunantwort auszugleichen, und ihre offenkundige Fähigkeit, sich in Nervenzellen zu entwickeln, wurden MSZ zur Behandlung von EAE geprüft. Intravenöse Injektionen von MSZ bei Mäusen mit EAE führten zu einer bemerkenswerten Verbesserung des klinischen Krankheitsverlaufs sowie zu einer verminderten Entzündung und Demyelinisierung. Diese günstige Wirkung ergab sich, wenn die Mäuse frühzeitig nach Ausbruch der Krankheit behandelt wurden, und wurde der Verminderung der T- und B-Zellreaktion auf Myelin-Antigene zugeschrieben, die in den Lymphknoten entdeckt wurden, was die Möglichkeit nahe legt, dass MSZ eventuell in der Lage sind, den Autoimmunangriff gegen das Myelin abzumildern. Im Gegensatz dazu kam es bei Mäusen, die erst behandelt wurden, nachdem die Krankheit ihre chronische Phase erreicht hatte, zu keiner klinischen Verbesserung. Injizierte MSZ konnten innerhalb des entzündeten ZNS nachgewiesen werden, jedoch ohne wesentlichen Hinweis darauf, dass sie sich in Nervenzellen umwandeln. Jedoch wurde ein geringerer axonaler Verlust im Zusammenhang mit einer erhöhten Anzahl an Neuronen in den entzündeten Bereichen des ZNS beobachtet. Eine Schutzwirkung von Neuronen und anderen Zelltypen, die entzündlichen und anderen toxischen Bedrohungen ausgesetzt sind, wurde auch unter kontrollierten Umgebungsbedingungen (in vitro) und bei Tierversuchen nachgewiesen, was nahe legt, dass MSZ das Überleben beschädigter oder sterbender Zellen in einem lebenden Organismus (in vivo) unterstützen könnten.

Da es sich bei MS um eine Erkrankung handelt, bei der die Nervendegeneration einer Entzündung des ZNS und der Demyelinisierung folgt, lassen diese Ergebnisse darauf schließen, dass MSZ eine potentielle Behandlungsmöglichkeit bei MS darstellen könnten. Es gibt jedoch bisher noch keinen Hinweis dafür, dass MSZ eine wirksame Therapie für Patienten mit schwerer Behinderung aufgrund von chronischem und irreversiblem Nervenverlust werden könnte. Derzeit ist noch unbekannt, ob M SZ oder andere adulte Stammzellen das komplexe neurale Netzwerk regenerieren können, das notwendig ist, um sich von einer schweren Schädigung zu erholen. Aktuelle experimentelle Nachweise legen nahe, dass diese Möglichkeit leider wenig wahrscheinlich ist.

Trotz dieser Bedenken ist die Nutzung von MSZ für die Behandlung von MS möglich und kein futuristischer Plan. In der Tat wurden MSZ bereits für klinische Zwecke durch Knochenbiopsien oder durch das Absaugen von Fettgewebe gewonnen. Auch wenn die langfristige Sicherheit injizierter MSZ noch unbekannt ist, werden sie bereits dazu verwendet, die Entwicklung von Blutzellen (Hämatopoese) bei Knochenmarkstransplantationen von einem nicht kompatiblen Spender (einem Spender mit einer anderen Blutgruppe als der Empfänger) zu unterstützen, sowie als Therapie zur Behandlung einer begrenzten Anzahl akuter Krankheiten wie zum Beispiel Herzinfarkt und der Graft-versus-host-Erkrankung (GVH).

Auf Grundlage der Daten von Tieren mit EAE und klinischer Erfahrungen mit anderen Erkrankungen können MSZ daher eine künftige Therapie zur Behandlung von Menschen mit sich rapide verschlimmernder MS darstellen, bei denen derzeit verfügbare Therapien nicht wirken. In künftigen Studien muss die Fähigkeit der MSZ nachgewiesen werden, sich in vivo in Nervenzellen umzuwandeln, sowie möglicherweise die Förderung einer endogenen Erholung durch lokale neurale Vorläuferzellen, die Axone unterstützen und die Myelinscheide bilden, was auf Gewebereparatur und -regeneration hoffen lässt.