Zunächst möchte ich zwei Beispiele vorstellen, die zeigen, dass in manchen Fällen sowohl eine Therapie mit embryonalen Stammzellen als auch Therapien mit erwachsenen Stammzellen Erfolge bei Tieren gebracht haben.
Zunächst ein Beispiel für die Verwendung
adulter Stammzellen:
Die Duchenne Muskeldystrophie ist eine genetisch bedingte
Muskelerkrankung. Sie ist bedingt durch eine Deletion im X-Chromosom,
welche
zu einem Ausfall der Dystrophinsynthese führt, einem wichtigen
Protein
in den Muskelzellen. Bei Duchenne Patienten wird der Untergang der
Muskelfasern
und ein bindegewebsartiger Ersatz derselben festgestellt.
Bisherige Therapieformen waren relativ erfolglos.
Gussoni u.a. berichteten 1999 in Nature, dass sie bei
der mdx-Maus, einem Tiermodell für die Duchenne
Muskeldystrophie,
verschiedene Stammzellpräparate übertragen haben und
dass sie
dadurch die Dystrophinherstellung wiederherstellen konnten. Dies gelang
ihnen mit Stammzellen, die sie aus Skelettmuskeln von 3 bis 5
wöchigen
Mäusen isolierten und sie in die Schwanzvene von letal
bestrahlten
mdx Mäusen injizierten. D.h. es handelte sich also um die
Injektion
von erwachsenen Stammzellen. Sie konnten Kerne der transplantierten
Zellen
neben den Dystrophin positiven Zellen nachweisen. Ihre Resultate legen
den Schluss nahe, dass die übertragenen Zellen neues
Muskelgewebe
ausgebildet haben.
Das Wissen, wie Muskelstammzellen isoliert werden können,
und dass sie, wenn sie über die Vene in den Körper
eingebracht
werden, sich im ganzen Körper ansiedeln können
lässt für
die Zukunft auf eine effiziente Therapie verschiedener
Muskelerkrankungen
im Menschen hoffen.
Die Verwendung von
ES-Zellen
brachte in folgendem Beispiel einen Erfolg:
Der Verlust von Herzmuskelzellen z.B. durch Herzinfarkt
ist irreversibel. An der defekten Stelle wachsen Bindegewebszellen in
die
Herzwand, so dass die geschädigte Region vernarbt. Die
vernarbe Region
bleibt funktionell untätig, das heisst, durch den Verlust an
Herzmuskelzellen
nimmt die Kontraktionsfähigkeit und damit die Leistung des
Herzens
ab.
Der Verlust von Herzmuskelzellen z.B. durch Herzinfarkt
ist irreversibel. An der defekten Stelle wachsen Bindegewebszellen in
die
Herzwand, so dass die geschädigte Region vernarbt. Die
vernarbe Region
bleibt funktionell untätig, das heisst, durch den Verlust an
Herzmuskelzellen
nimmt die Kontraktionsfähigkeit und damit die Leistung des
Herzens
ab.
Klug (1996) berichtete im Journal of Clinical Investigations
Folgendes:
Die Entstehung von Herzmuskelzellen während der
Entwicklung von embryonalen Stammzellen, lässt sich am
Erscheinen
von spontan und rhythmisch kontrahierenden Zellen erkennen. Auch die
Ausbildung
der Vielkernigkeit dieser Zellen folgt dem selben Programm wie bei
einer
normalen Entwicklung.
Klug fand nun, dass durch eine einfache genetische Modifikation
der embryonalen Stammzellen aus ihnen Herzmuskelzellen entstanden. Die
so gewonnenen Herzmuskelzellen bleiben in Kultur stabil, und sie
besitzen
die Fähigkeit, sich in das Empfängerherz zu
integrieren. Im Tiermodell
konnten so gewonnene Herzmuskelzellen in die Herzen erwachsener
Mäuse
eingepflanzt und auch nach 7 Wochen nach der Implantation beobachtet
werden.
Die Bildung neuer Blutgefässe als Antwort auf eine
Verminderung oder Unterbrechung der Durchblutung bestimmter Gewebe ist
die
natürliche Reaktion des Körpers um die Funktion
des Organs aufrecht zu erhalten sowie um Schäden durch
Sauerstoffmangel
zu verhindern. Faktoren wie fortgeschrittenes Alter, Diabetes oder
hoher
Cholesterinspiegel können diese Angiogenese
schwächen.
Im Blut von erwachsenen Menschen konnten nun von Kalka u.a.
Endothelvorläuferzellen
identifiziert werden. Diese stammen vom Knochenmark ab und sie besitzen
zusammen mit den hämatopoietischen Stammzellen eine gemeinsame
Vorläuferzelle.
Diese Endothelstammzellen können wie die
hämatopoietischen Stammzellen
aus dem peripheren Blut isoliert werden. Kalka et al. (2000) gelang es,
diese Endothelstammzellen ex-vivo zu vermehren. Um den therapeutischen
Effekt einer Stammzellübertragung nachzuweisen, durchtrennten
sie
Mäusen Arterien in einem der Hinterbeine. Darauf erhielten sie
eine
Infusion von in vitro vermehrten Endothelstammzellen. Nach vier Wochen
wurde die Kapillarisierungsdichte der behandelten Mäuse unter
dem
Lichtmikroskop untersucht, und es konnte ein eindeutiger positiver
Effekt
der Übertragung von ex-vivo vermehrten Stammzellen
nachgewiesen werden.
Diese Methode könnte auch am Menschen angewendet werden, um
die Vaskularisierung
von Geweben zu beschleunigen.
Palmer u.a. berichten (Mai 2001) in Nature davon, dass es ihnen gelungen ist aus totem Gehirngewebe Vorläuferzellen, die sich zu Nervenzellen etwickelt haben heranzuziehen. Sie isolierten diese Zellen aus einem 11 Wochen alten Embryo, der an Myofibromatosis gestorben war und aus dem Gehirn eines 27-jährigen, der ebenfalls gestorben war.
Krause u.a. (in der Zeitschrift Cell im Mai 2001) selegierten
Stammzellen des Knochenmarks danach, welche sich am besten teilen
konnten.
Danach wurden sie in Mäuse verpflanzt, denen das Knochenmark
durch
radioaktive Strahlung zerstört worden war. Sie stellten dann
anschließend
fest, dass die implantierten Stammzellen nicht nur zum Aufbau des neuen
Knochenmarks, sondern auch zur Regeneration der Lunge, des Darms, des
Magens,
der Leber und der Haut beigetragen hatten.
Das erweckt Hoffnung, dass diese Stammzellen viel plastischer
sind, als man bisher für möglich gehalten
hätte.
Zur Entdeckung multipotenter adulter Stammzellen aus dem Knochenmark s. hier
Adresse: Helmut Hupfeld, Katzenberg 11,
27283 Verden, Mario.Hupfeld@uni-konstanz.de
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