Stammzellen und Gentherapie bei neurologischen Erkrankungen Der Traum von ewiger Jugend oder lässt sich der Alterungsprozess mit Stammzellen aufhalten oder gar umkehren. Können kranke Zellen einfach überall durch gesunde Zellen ersetzt werden?
Was ist bekannt in der Stammzelltherapie? Die Idee ist nicht ganz neu, war aber noch nie so nahe an der technischen
Realisierung wie heute. Schon mittelalterliche Päpste sollen sich das Blut von
Jünglingen infundieren lassen haben, Frischzelltherapie mit Schaf- Embryozellen
war zeitweise bei solventer Kundschaft deutscher Kurkliniken ein Renner. Viel
mehr als Hinweise auf teilweise erhebliche Nebenwirkungen sind von letzterer
Verjüngungskur nicht bekannt geworden. Das Szneario von transgenen Schweinen
oder menschlichen Klonen als "Materiallager" für erkrankte Organe ging vielfach
durch die Presse und ist eine zumindest denkbare mit vielen ethischen
Schwierigkeiten behaftete Zukunftsoption, die sich jeder im Grundsatz gut
vorstellen kann. Wie realistisch dieses Möglichkeit für die Behandlung häufiger
Erkrankungen ist, bleibt dennoch weiter offen,- nicht nur aus moralisch
ethischen Gründen. Es handelt sich dabei derzeit nicht um die Hauptrichtung der
gentechnischen Forschung. Zwischenzeitlich haben 2 deutsche Forscher die
Genehmigung erhalten israelische Stammzellen zu importieren. Oliver Brüstle am
Institut für Rekonstruktive Neurobiologie an der Universität Bonn will diese
nach gezielter Umwandlung in Zellen des Nervensystems für Forschungen zur
Linderung von neurologischen Krankheiten einsetzen. Der Kölner Jürgen Hescheler
will versuchen eine Regeneration des bei einem Herzinfarkt abgestorbenen
Muskelgewebes und der Gefäße mit Stammzellen zu erreichen. Stammzellen - vom Patienten selbst oder von Embryonen Die befruchtete Eizelle und der zunächst daraus wachsende Zellhaufen ist in
der Lage zu jeder Art von Organ zu differenzieren. Ein Teil der
embryonalen Stammzellen (ES- Zellen), ist totipotent (wörtlich hier alle
Möglichkeiten), sie können sich, wenn sie aus dem Zellverband des Embryos
herausgelöst werden als eigenständiges Individuum weiterentwickeln. In der Natur
geschieht das spontan, wenn sich ein Embryo zu sogenannten eineiigen Zwillingen
teilt und weiterentwickelt. Totipotente Zellen ließen sich auch zum Klonen
verwenden. Das US-amerikanische Biotech-Unternehmen Advanced Cell Technology (ACT)
sowie chinesische Forscher berichten über "erfolgreiches Klonen"
auch bei menschlichen Eizellen zur Herstellung von Stammzellen aber auch
mit dem Ziel "Menschen zu erzeugen", auch ein italienischer Arzt berichtet dass
eine Frau bereits in der 8. Woche mit einem Klonbaby schwanger sei. Totipotente
Stammzellen können ein ganzes Individuum, pluripotente Stammzellen sämtliche
Organe und multipotente Stammzellen ein einzelnes Organ oder Teile davon bilden.
Spätestens bis zum 8-Zellstadium (3. Tag) tritt eine Differenzierung ein, welche
die Entwicklungsmöglichkeit der einzelnen Embryonalzelle (Blastomere) begrenzt.
In welcher Weise vom 4- zum 8-Zellstadium sich dieser Übergang von einem
totipotenten in ein pluripotentes Differenzierungsstadium vollzieht, ist beim
Menschen noch nicht bekannt und unter in-vitro-Bedingungen nicht eindeutig
feststellbar, die entsprechenden Steuerprogramme sind noch nicht bekannt. Nach
derzeitigem Kenntnisstand sind isolierte ES-Zellen nicht totipotent.
Blastozysten sind einen Zehntel Millimeter große, aus 150 bis 200 Zellen
zusammengesetzte Gebilde und bestehen bereits aus unterschiedlichen Zelltypen.
Aus der Blastozyste lassen sich, die so genannten embryonalen Stammzellen
gewinnen. Hierzu wird die Kugel mit einem dünnen Skalpell aufgeschnitten. Die
entnommenen Zellen lassen Forscher anschließend in einer Nährlösung gedeihen, es
entstehen Zelllinien. Auf diese Weise können aus einer Blastozyste fast
unbegrenzt Zellen gezüchtet werden, die sich - so die große Hoffnung - als
Ersatzgewebe bei unterschiedlichen Erkrankungen einsetzen lassen. In
diesen späteren Stadien sind sie in ihrer Entwicklung festgelegter, können sich
aber noch in eine Vielzahl von Organen differenzieren. Man nennt dies Fähigkeit
Pluripotenz (wörtlich hier viele Möglichkeiten). Aus pluripotenten Zellen können
sich alle unterschiedlichen Gewebe eines Organismus entwickeln, jedoch nicht ein
ganzes Individuum. Während der Embryonalentwicklung verlieren diese embryonalen
Stammzellen zunehmend ihre Pluripotenz. Erwachsene (adulte) Stammzellen sind
nach bisherigen Vorstellungen überwiegend bereits auf den Entwicklung von Zellen
bestimmter Organe festgelegt. Es sind also gewebs- oder organspezifische
Stammzellen. Diese differenzieren in so genannte Progenitorzellen.
Progenitorzellen weisen damit bereits eine begrenzte Fähigkeit zur Replikation
(Vermehrung) und zur Differenzierung (Weiterentwicklung in verschiedene
ausgereiftere Zelltypen) auf. Unter Progenitorzellen versteht man damit
Zellen, die sich im Vergleich zu anderen Zellen noch in einem frühen Stadium
ihrer Entwicklung befinden. Eine große Frage in der derzeitigen Forschung ist,
in wie weit Stammzellen die von erwachsenen Patienten gewonnen werden, ein
ähnliches Potential haben können wie embryonale Stammzellen. Geforscht wird auch
an der Schaffung von individualspezifischen embryonale Stammzellen nach
Zellkerntransfer in enukleierte Eizellen. Dabei wird einer Eizelle der Zellkern
entnommen und statt dessen ein aus dem Individuum gewonnener Zellkern
eingepflanzt. (damit auch Klonen möglich) Offensichtlich kann das
hochdifferenzierte genetische Programm eines Körperzellkerns nach der
Überführung in das Eizellplasma eine weitgehende Reprogrammierung erfahren.
Dabei entsteht eine neue totipotente Zelle, die sich analog einer befruchteten
Eizelle zur Blastozyste entwickeln kann. Diese Methode könnte die Möglichkeit
eröffnen, aus einer Körperzelle eines Patienten und einer enukleierten Eizelle
embryonale Stammzellen mit dem Erbgut des Patienten zu erhalten. Aus diesen
individualspezifischen Stammzellen ließen sich gesunde Zellen und Gewebe
erhalten, die bei Übertragung auf den Patienten keine immunologischen Probleme
hervorrufen. Erste solche Experimente mit menschlichen Eizellen wurden bereits
durchgeführt. Die meisten menschlichen Organe und besonders das Gehirn sind aber
sehr komplex aus verschiedenen Zellstrukturen aufgebaut. Ganze komplexe Organe
wie Gehirn und Leber lassen sich noch lange nicht produzieren, ob dies je
möglich und sinnvoll sein wird ist völlig offen.
Inzwischen
ist es
gelungen
Zellkerne
aus
Körperzellen
von
Kindern
und
Erwachsenen
in die
Eizellen
zu
transferieren,
aus den
denen der
Zellkern
entnommen
wurde und
so
pluripotente
menschliche
embryonische
Stammzellen
herzustellen.
Man hofft
so
Krankheiten
wie die
kongenitale
Hypogammaglobulinaemie,
Rückenmarksverletzungen
oder den
Diabetes
Typ I
behandeln
zu können.
Der
Vorteil
der
Methode
ist, dass
die
Stammzellen
den
genetischen
Kode des
kranken
Menschen
tragen und
damit
keine
Abstoßungsreaktion
entsteht,
eine
immunsuppressive
Behandlung
des
Empfängers
wäre nach
einer
solchen
Transplantation
nicht
erforderlich,
Abstoßsungsreaktionen
nicht zu
befürchten.
Die Zellen
könnten in
der Kultur
zu jeder
Art von
Körperzelle
differenzieren.
Im Knochenmark werden die Blutzellen ständig erneuert, hier ist die Existenz
und die Funktion von Stammzellen eine medizinische Selbstverständlichkeit. Die
im Knochenmark befindlichen Stammzellen produzieren ein Leben lang alle im Blut
vorkommenden Zellen wie Lymphozyten, Granulozyten, Thrombozyten oder
Erythrozyten. Adulte Stammzellen aus Knochenmark konnten schon über ein Jahr
lang vermehrt werden (bis 80 Zellteilungen), ohne dass die Pluripotenz verloren
ging. Es wurde gezeigt, dass sich die kultivierten Stammzellen zu verschiedenen
Zelltypen entwickeln ließen. Es ist möglich reife Hirnzellen aus
Knochenmarkzellen zu züchten, und inzwischen einer ersten Forschergruppe sogar
gelungen neuronale Stammzellen aus Knochenmarkzellen zu züchten. Auch in
vivo ist inzwischen "unbeabsichtigt" ein solcher Effekt nachgewiesen.
Edward Scot et al. Lancet (2004;
363: 1432ff) im Gehirn von drei Frauen, die an einer Leukämie erkrankt waren
und eine allogene Knochenmarkstransplantation erhalten hatten konnte nach
Knochenmarkstransplantation von männlichen Spendern der Nachweis von neu
entstandenen Nervenzellen "männlichen Geschlechts geführt werden. Da die
Donorzellen ein Y-Chromosom beinhalteten (also männlichen Ursprungs waren), war
der eindeutige Nachweis einfach, er gelang bis zu sechs Jahre nach der
Knochenmarkstransplantation im Gehirn aller drei Frauen. Die Hoffnung,
dass transplantierte adulte Knochenmarkszellen Nervenzellen in den Gehirnen von
menschlichen Stammzellempfängern regenerieren könnten, scheint damit nach
Ansicht der Autoren dieser Studie realistisch.
Was aus Stammzellen bisher gewachsen ist Aus Knochenmakszellen wurde: Aus Muskelzellen wurden: Aus Neuronalen Stammzellen wurde: Stammzellen können inzwischen durch Oberflächen-Marker, die sich mithilfe von Antikörpern markieren lassen von normalen Hirnzellen unterschieden werden. Im Gehirn sitzen die Stammzellen überwiegend im Hippokampus und in der periventikulären subempendymalen Zone. Man hat diese Hirngebiete deshalb in Anlehnung an das Knochenmark auch schon "Hirnmark" genannt. Ob es sich bei diesen Zellen um primäre Hirnzellen oder um ausgewanderte Knochenmarkszellen handelt, die an den speziellen Stellen ein gutes Klima zum Anwachsen (Homing) gefunden haben ist unklar. Allerdings sollen auch die Gliazellen ( Stützzellen des Gehirns) in bestimmten Hirngebieten in der Lage sein sich zu Stammzellen zurück zu entwickeln. Diese Zellen des Hirnmarks sind in Clonen organsiert, man weiß inzwischen, dass sie sich in alle 3 Sorten von Zellen (Astrozyten (bilden die Stützzellen), Oligodendrozyten (bilden die Markscheiden die für die Isolierung der Nervenfasern und damit die Geschwindigkeit der Leitung verantwortlich sind) und Neurone (Nervenzellen)) im Gehirn differenzieren können. Solche Zellen konnten sogar aus Leichengehirnen (bei entsprechender Kühlung) bis zu 5 Tage nach dem Tod isoliert werden, dies sogar bei sehr alten Menschen. Es gelang diese Zellen in das Hirn junger Mäuse einzupflanzen, sie differenzierten dort in dem Entwicklungsstand des Hirns angepasste Zelltypen und sie wanderten in die weit verteilten Regionen des Zentralnervensystems. Diese Zellen waren auch in der Lage beschädigte Gebiete im ZNS selbständig erkennen und funktionell defekte Neuronen zu ersetzen. Ähnliches gilt für andere Organe wie das Knochenmark oder die Milz. Die Differenzierung und Proliferation neuronaler Stammzellen scheint maßgeblich von Astrozyten bestimmt zu werden. (Hongjun Song et al. Nature 2002; 417: 29-32, 39-44). Ob Stammzellen, die aus dem Knochenmark, der Haut oder dem Fettgewebe wesentlich leichter zu gewinnen sind als aus dem Gehirn, im Gehirn die Funktion der drei Zellarten im Gehirn übernehmen können ist offen. Eine entscheidende Rolle von NO im Gehirn könnte in der Hemmung von Progenitorzellen liegen. Neurale Progenitorzellen sind im gesamten Gehirn und Rückenmark weit verbreitet, dennoch scheint es nur selten zu einer Neubildung von Nervenzellen zu kommen. Von besonderem Interesse in der Forschung ist deshalb, wie die Neurogenese im erwachsenen Gehirn gehemmt wird. Aus Tierversuchen ergibt sich, dass NO möglicherweise ein wichtiger negativer Regulator der Zellproliferation im erwachsenen Gehirn von Säugetieren ist. Wenn die NO- Produktion im Ratenhirn durch eine Infusion von einem NO- Synthasehemmer in die Ventrikel gehemmt wird, bilden sich ebenso vermehrt neue Nervenzellen, wie bei einer Nullmutante der Neuronal NO-Synthase bei speziellen Knockoutmäusen. Aus diesen Forschungen könnte sich ein Ansatz ergeben, wie das Potential des Gehirns zur Sebsterneuerung über das Nachwachsen neuer Nervenzellen besser genutzt werden kann. Packer et al. PNAS August 5, 2003, 100/16, 9566-9571 www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1633579100 Eine Besonderheit im Gehirn ist, dass die neu einwachsenden Zellen in der Lage sein müssten, kurze und länger Axone zu bilden und sich dabei in bestehende Verschaltungen von Nervenzellen einbinden müssten und neue solchen Verbindungen bilden müssten. Falls es überhaupt gelingen sollte solche Zellen im Gehirn zum wachsen zu bringen und selbst wenn sie die gewünschten Eigenschaften und Funktionen aufweisen würden, bliebe die Frage offen ob es gelingt dieses Wachstum auch an der richtigen Stelle und zum richtigen Zeitpunkt wieder zu bremsen. Unsterbliche Stammzellen und Progenitorzellen könnten sich leicht auch wie ein Krebsgeschwür weiter vermehren. Die Erfahrungen der Behandlung von Parkinsonpatienten mit ins Gehirn eingepflanzten embryonalen Zellen in den letzten 12 Jahren lehren, dass nicht alles was populär, medienwirksam und scheinbar einfach ist, am Ende auch wirklich so funktioniert.
12 Jahre Einpflanzen embryonaler Stammzellen in die Gehirne Parkinsonkranker. Embryonale Stammzellen galten zumindest bisher als die wesentlich aussichtsreicheren Kandidaten als s.g. adulte Stammzellen. Die Einpflanzung embryonaler Hirnzellen in die Gehirne von etwa 300 Parkinsonkranken hat seit 12 Jahren sehr viel Aufmerksamkeit erhalten. Verwendet wurden meist neuronale Zellen in dem fötalen Gehirn, dabei mussten für einen Patienten mehrere Abtreibungen auf einen Termin koordiniert werden um genügend Zellen zu gewinnen. Wie groß die Erfolge in den ersten meist kleinen Operationsserien waren, ist schwer zu beurteilen. Bei einzelnen dieser Studien scheinen nur sehr wenige Patienten in geringem Maße, wenn überhaupt profitiert zu haben. Bei einer 2001 veröffentlichten größeren Operationsserie mit immerhin doppelblindem Design (Scheinoperation) profitierten auch die Patienten denen zum Schein nur ein Bohrloch in die Schädeldecke gebohrt wurde vorübergehend. Insbesondere die jüngeren Patienten (unter 60) scheinen aber auch tatsächlich profitiert zu haben. Bei immerhin 17 von 20 Patienten scheinen die embryonalen Zellen im Gehirn angewachsen zu sein. 15% der transplantierten entwickelten aber auch schwere Nebenwirkungen mit Dystonien und Dyskinesien. Wie diese Nebenwirkungen zustande kamen ist weiter unklar. Spekuliert wird, dass es an der Vorkultivierung der Zellen oder an dem Ort der Transplantation lag. Unklar bleibt weiter welche zusätzlichen neurotropen Faktoren oder Wachstumsfaktoren hilfreich wären. Die Erfolge sind im Vergleich zur Stimulation von Kerngebieten mit Tiefenelektroden beim M. Parkinson noch sehr bescheiden. Ob die geplante Transplantation von autologen Hirnmarkzellen (die vom Patienten selbst gewonnen wurden) in das Gehirn Parkinsonkranker erfolgreicher sein wird bleibt abzuwarten (http://www.enzobio.com/entrance.html), abzuwarten bleibt auch, ob sich durch Modifikation der bisherigen Verfahren mit embryonalen Stammzellen ein besserer Effekt mit weniger Nebenwirkungen erreichen läßt. M. F. Lévesque vom Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles berichtet jetzt (april 2002) über eine angeblich erfolgreiche Behandlung eines Parkinsonpatienten mit adulten Stammzellen, letztere wurden über eine Biopsie zunächst Gewebe aus dem präfrontalen Kortex entnommen. Hoffnungen bestehen auch, dass durch die Kombination mit Gentechnik eine Verbesserung erreichbar ist. Die Entdeckung des alpha-Synukleins hat verbesserte Tiermodelle entstehen lassen. Tierexperimente könnten zu eine schnelleren Klärung offener Fragen führen.. Stammzelltransplantationen bei MS- Patienten Stammzelltransplantationen könnten bei MS- Patienten helfen meinen US-
Forscher, die eine Studie an 26 Patienten auf einem Kongress am 13.4.02
vorstellten. Nach einem Beobachtungszeitraum von durchschnittlich 14,2 Monaten
seien 20 von 26 Patienten stabil geblieben, in den 12 Monaten vor Behandlung
hätten sich alle Patienten signifikant verschlechtert. Nur 3 Patienten haben
nach Angaben der Forscher im Verlauf der Studie neue MS Herde entwickelt. Manche
Patienten sollen sich sogar bezüglich ihrer Behinderung verbessert haben. Als
Komplikation trat allerdings bei einem Patienten durch die immunsuppressive (die
Abstoßung verhindernde) Behandlung eine schwere Virusinfektion auf, die tödlich
endete, ein anderer Patient entwickelte ein Guillain-Barre Syndrome und eine
Lungenentzündung. Ein weiterer Patient entwickelte unklares Fieber und
verschlechterte sich im Verlauf dann auch bezüglich seiner MS. (Quelle
American Academy of Neurology)
Ansatzpunkt war hier nicht die Stammzelleinpflanzung ins Gehirn, wie meist
bei Studien mit Parkinsonkranken praktiziert, sondern die Entfernung von
"Killerstammzellen" aus dem Blut und Ersatz durch gesunde Stammzellen. Einen
wirklichen Durchbruch kann man aus dieser Studie noch nicht ableiten. Auch die
Implantation von ersten remyelinisierenden Stammzellen in das ZNS wurde bereits
berichtet. (http://www.myelin.org/
). Dass diese prinzipiell Aussicht bietet, läßt sich bereits daraus ableiten,
dass bereits 1965 gezeigt werden konnte, dass auch im ZNS eine spontane
Remyelinsierung stattfindet. Diese wurde schon lange schlafenden
Oligodendrozyten- Progenitorzellen zugeschrieben. Große Mengen frischer
Oligodendrozyten finden sich in der Nähe von frischen Herden. Die andere
Herangehensweise ist die Implantation von Schwanschen Zellen, diese kommen sonst
nur im periferen Nervensystem vor, und werden bei der MS bekanntlich nicht
angegriffen. Die Idee ist diese aus den peripheren Nerven der Patienten selbst
zu gewinnen. Ob diese allerdings mit den Astrozyten des Gehirns zusammenarbeiten
können ist fraglich, da letztere in der Regel deren Wachstum hemmen. Klärung
wird erst der Langzeitverlauf und weitere Studien bringen. Olfactorische
ummantelnde Zellen aus den Riechnerven könnten eine Alternative sein. Diese sind
aber nur in geringer Zahl vorhanden und ihre Vermehrung gelingt noch nicht
besonders gut- ist aber ein wichtiges Forschungsgebiet. Am wahrscheinlichsten
ist, dass nur bei frischen Läsionen eine Remyelinisierung erreichbar sein wird.
Auch auf anderen Gebieten der Stammzellforschung mussten Ergebnisse immer wieder
revidiert werden. Zwei Cytokine-ciliarer neurotropher Faktor (CNTF) und
Leukaemie inhibitierender Faktor (LIF)- könnten ebenfalls eine rolle bei der
Entstehung der MS spielen. Mechanismen, die die Integrität der Myelinscheide,
gliale Vorläuferzellproliferation sowie das Oligodendrozytenüberleben regulieren
könnte den Verlauf der Erkrankung erheblich beeinflussen. CNTF schützt
Oligodendrozyten gegen die Apoptosis bei Mäusen mit experimenteller autoimmun
Enzephalomyelitis (EAE), und beeinflusst möglicherweise den Verlauf dieser
experimentellen Erkrankung. Nat Med 2002; 8:620-24). CNTF knockout Mäuse haben
einen schlechteren Verlauf der Erkrankung der durch ein Antiserum gegen
TNF- , günstig beinflusst werden kann. Patienten mit einer MS die eine
homozygote Nullmutation im CNTF- Gen haben bekommen ihre Symptome 10 Jahre
früher und leiden unter schwereren Symptomen als die meisten MS- Patienten. .(Arch
Neurol 2002; 59: 407-09).
Querschnittslähmung Bei Ratten ist gelungen aus aus dem N. olfaktorius (Olfactory ensheathing cells) entnommenen Zellen Stammzellen zu züchten, die das geschädigte Rückenmark reparieren (Brain 2002; 125: 14-21´und Brain Res 2001; 889: 344-57).. Seit Juni läuft eine diesbezügliche Studie an Querschnittsgelähmten wurde im Juni 02 in Australien begonnnen. Gentechnik und Stammzelltherapie gelten dennoch als eine der größten Zukunftshoffnungen der Gegenwart. Allerdings weckt der Gedanke an "unsterblich" gemachte Stammzellen auch berechtigte Befürchtungen, ob das unbegrenzte Wachstum nicht auch zu einer Entartung der Zellen und damit zur Krebserzeugung beitragen kann. Diese Feinheiten mahnen die seriösen Forscher auf dem Gebiet zur Vorsicht. Die exakte zeitgerechte Steuerung dieser Prozesse in den Zellen ist noch ein spannendes Zukunftsproblem. Das Stadium der experimentellen Studien am Menschen ist in manchen Gebieten schon erreicht, eine Vielzahl von tierexperimentellen Studien liegt bereits vor. Es ist allerdings bisher auch noch in keinem Tierversuch gelungen mit embryonalen Stammzellen wirklich eine Krankheit zu heilen. Stammzellen werden bereits in der experimentellen Behandlung von Herzinfarkten, der Muskeldystrophie, der Reparatur von Rückenmarksschäden, der Behandlung von Hirntumoren sowie zum generellen Zellersatz im Gehirn eingesetzt. Auch in der Behandlung der multiplen Sklerose, des Schlaganfalls, der Syringomyelie, des Diabetes m., HIV- Infektionen oder von Lebererkrankungen gibt es bereits entsprechende Experimente. Z.B.: bei POEMS (Polyneuropathie, Organomegalie, Endokrinopathie, monoklonaler Gammopathie, und Hautveränderungen) berichtet eine neue Studie in Blood Erfolge in der Stammzelltherapie bei 5 Patienten Jaccard A, Royer B, Bordessoule D, Brouet JC, Fermand JP. Blood 2002 Apr 15;99(8):3057-9. Ähnlich in einem anderen Fallbericht: Rovira M, Carreras E, Blade J, Graus F, Valls J, Fernandez-Aviles F, Montserrat E. Dramatic improvement of POEMS syndrome following autologous haematopoietic cell transplantation. Dramatic improvement of POEMS syndrome following autologous haematopoietic cell transplantation. Auch bei chronisch entzündlichen demyelinisierenden Polyneuropathien werden Erfolge berichtet. Vermeulen M, Van Oers MH. Successful autologous stem cell transplantation in a patient with chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy.J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2002 Jan;72(1):127-8. Manche andere kleine Studie hat auch Erfolgsmeldungen zu bieten. Die Interpretation der Studien hinsichtlich der klinischen Bedeutung für den einzelnen Patienten ist meist noch schwierig. Noch völlig unklar ist, ob und wann bei Implantation von Stammzellen eine Immunsupression wie bei Organtransplantationen erforderlich ist. Routine ist die Stammzellbehandlung bisher ausschließlich bei der Behandlung von Leukämien und teilweise bei der Hautverpflanzung. In diesen beiden Gebieten gibt es klare Indikationen und eindeutige Erfolge. Das Knochenmark und die Haut sind allerdings auch Organe bei denen die Natur eine ständige Neubildung in ihrem Programm von vorne herein vorgesehen hat, vermutlich ist dies auch der Grund warum bei beiden Organen seit Jahren und vor der jetzigen großen Diskussion Erfolge möglich waren. Das natürliche Wachstum und die Reparaturvorgänge des Gehirns beim Erwachsenen sind aber sehr begrenzt. Zwar ist das Gehirn als Transplantationsort hier dadurch bevorteiligt, da es durch die Bluthirnschranke teilweise vor den im Blut zirkulierenden Immunglobulinen und nicht aktivierten T- Zellen geschützt ist, bereits vorher aktivierte T-Zellen können allerdings die Bluthirnschranke passieren und dort Antikörper gegen die Transplantate freisetzen. Ob und wo die Ergebnisse das halten, was Sensationsberichte versprechen ist weiter offen. Einer der neuen Übersichtsartikel in renommierten englischsprachigen Fachzeitschriften zum Thema endet mit den Satz: "patience rather than patients". Es ist bisher eher Geduld gefragt, nicht Patienten. Wachstumsfaktoren- was bringt Stammzellen dazu sich weiter zu differenzieren oder sich zu vermehren Üblicherweise differenzieren sich die vorhandenen Stammzellen im Nervensystem
nicht weiter. Noch ist unbekannt welche Faktoren und Signale beim Embryo die
Neurogenese (Entstehung von Nervenzellen)
genau steuern, unbekannt ist auch wie Wachstum neuer Nervenzellen aus den
Stammzellen des Gehirns angeregt wird (Neurpoiesis).
Ein Weg den die Forschung derzeit beschreitet, ist die Suche nach den
Neuropoietinen - kleinen hochselektiven
Wachstumsfaktoren, die den Reparaturprozess mit den vorhandenen eigenen
Stammzellen und Progenitorzellen des Individuums steuern. Bereits vor 50 Jahren
haben Levi-Montalcini und Hamburger Nervenwachstumsfaktoren (NGF) beschrieben,
diese konnten inzwischen genau analysiert werden. Erst 40 Jahre später war der
Nachweis zu erbringen, dass diese auch im erwachsenen Gehirn eine Rolle spielen.
50 verschiedene NGF wurden bisher identifiziert.
Neurotrophine
modulieren die Entwicklung des Nervensystems und synaptische Verbindungen der
einzelnen Neurone und beeinflussen gleichzeitig Verschaltung und elementare
Funktionsweisen des ganzen Nervensystems. Sie wirken mit bei neuronaler
Regeneration und Immunvorgängen und sind ein Beispiel für die enge Verzahnung
von Nerven- und Immunsystem. Nervenwachstumsfaktoren oder neurotrophe
Faktoren spielen also der embryonalen Entwicklung für die Spezifizierung und
Aufrechterhaltung der Funktion von Neuronen eine wichtige Rolle. Im erwachsenen
Organismus können Sie nach Schädigungen des peripheren oder zentralen
Nervensystems in die Regeneration eingreifen. Tierexperimentelle
Untersuchungen belegen einen deutlichen Effekt verschiedener neurotropher
Faktoren auf Motoneurone in vitro und in vivo. Die Verwendung neurotropher
Faktoren bei traumatischen Rückenmarksläsionen ist tierexperimentell zu Teil
erfolgreich, bei Menschen ist bisher allerdings kein eindeutiger Profit
nachgewiesen. Im Affenexperiment gelang es schon experimentell erzeugten
Alzheimer mit diesem NGF zu verhindern. Studien zur intracerebralen Infusion bei
Alzheimerpatienten sind geplant. Ergebnisse gibt es entsprechend noch keine.
Ähnlich gilt für die Anwendung von BDNF bei Chorea Huntington. Bei geigneter
Applikation gelingt es im Läsionsmodell des n. facialis 60-80% der
Motoneurone nach Durchtrennung des Nerven zu erhalten. Auch bei der sog.
pmn-Maus, bei der es aufgrund eines bisher unbekannten genetischen Defektes zu
einem der spinalen Muskelatrophie oder ALS vergleichbaren Untergang von MN mit
entsprechender atropher Parese innerhalb der ersten Monate nach der Geburt
kommt, kann die systemische Verabreichung von CNTF den Verlauf der Erkrankung
wesentlich verlangsamen. Die Kombination mehrerer neurotropher Faktoren bessert
das Gesamtresultat.
Management of Neuromuscular Diseases - Letter 11 G.Ochs DMG Die
Regeneration des Nervensystems und anderer Organe ließe sich vielleicht sogar
mit intravenöser oder gar oraler Gabe dieser neurogenen oder
Nervenwachstumsfaktoren eventuell spezifisch in beschädigten Hirngebieten durch
das Wachstum und die Differenzierung bereits vorhandener schlafender Stammzellen
oder Progenitorzellen anregen. Beispiele für bekannte solche Faktoren sind der
Wachstumsfaktor IGF (insulin- like growth factor), GDNF (Glial Cell-Derived
Neurotrophic Factor), BDNF (brain-derived neurotrophic factor), CNTF (ciliary
neurotrophic factor), der FGF (fibroblast- growth factor (verschieden
Untergruppen bekannt)), HGF (hepatocyte growth factor) VEGF (vaskulärer
endothelialer Wachstumsfaktor factor (verschieden Untergruppen bekannt), BMP (bone
morphogenic protein = Knochenwachstumsfaktor)) Solche Faktoren könnten
auch die Dedifferenzierung von reifen differenzierten Zellen anregen, die die
krankheitsbedingt geschädigten oder abgestorbenen Zellen ersetzen könnten.
Die Suche nach solchen Neuropoitinen ist einer der Schwerpunkte der derzeitigen
Stammzell- Forschung. Bei Nagetieren sind bestimmte Faktoren in der
Subependymalen Zone der Ventrikel bekannt, die das Wachstum der Bulbi olfaktorii
anregen. Ebenso interessant ist die Suche nach den Stoffen, die Stammzellen oder
Progenitorzellen an der Weiterentwicklung hemmen. Sie zu neutralisieren ist
ebenso interessant, wie sie dann vermehrt einzusetzen, wenn das Wachstum keine
natürlichen gewollten Grenzen mehr findet. Etwas bedenklich stimmt auch, dass
inzwischen nachgewiesen ist, dass bei Abbauprozessen wie der
Alzheimerdemenz vermehrt Wachstumsfaktoren vorhanden
sind. Diese spielen dort eine wichtige Rolle in der Entstehung der Pathologie.
Sie regen beispielsweise abnorme Gefäßneubildungen an. Noch längst sind
nicht alle Wachstumsfaktoren bekannt. Ziel der Forschung ist hier nicht nur die
Implantation neuer Zellen sondern vor allem auch die Anregung der im Körper
vorhandenen Zellen zur Reparatur, also eine Art angeregte Selbstheilung. Auch
eine Kombination mit dem Einbau resorbierbarer Implantate, die das Gerüst der zu
bildenden Organe geben, ist mit Wachstumfaktoren nicht nur im Ersatz von Knochen
oder Gelenken in der Erprobung. Auch bei der Multiplen Sklerose scheint die
Forschung zum Einsatz von Wachstumsfaktoren interessant.
Die Zerstörung der Oligodendrozyten, welche die Markscheiden bilden, beruht auch
auf Schäden oder Störungen im Stoffwechsel dieser Zellen. Diese
Stoffwechselstörungen sind vermutlich zumindest zum Teil auf Gendefekte
zurückzuführen. Die Zerstörungen an den Achsenzylindern der Nervenzellen, die in
der Magnet-Resonanz-Tomographie als "schwarze Löcher" erscheinen werden als
degenerative Vorgänge eingestuft, und zeigen eine schlechte Prognose anzeigen
an. Bei den degenerativen Vorgängen, die antientzündlich nicht zu beeinflussen
sind, wird man vermutlich versuchen, den Stoffwechsel der Oligodendrozyten zu
verändern - zum Beispiel mit Wachstumsfaktoren. BDNF begünstigt das
Überleben nigraler dopaminerger Neurone der pars compacta im MPP+ Modell der
Parkinsonschen Krankheit, allerdings nur bei direkter, lokaler Applikation durch
Implantation von BDNF-freisetzenden transfizierten Fibroblasten, Auch für GDNF
sind in Tiermodellen neuroprotektive Effekte auf nigro-striatale Neurone
nachgewiesen . GDNF diffundiert gut aus dem ventrikulären Liquor in das
Hirnparenchym. Sowohl Untersuchungen am Mausmodell (6-OHDA, Rotationsmodell)
als auch am Primatenmodell der Parkinsonkrankheit (unilaterale MPTP Läsion am
Rhesusaffen) belegen eine Wirkung auf die Funktion dopaminerger Neurone in
Striatum, Putamen und Substantia nigra. Die Wirkung von L-DOPA auf diese Neurone
verbessert sich, eine vergleichbare therapeutische Wirkung wird bereits mit
einem Sechstel der Dosis erreicht, wobei Zeichen der dopaminergen Überfunktion
fehlen. Appliziert wurden in den Tiermodellen Bolusdosen von 100 µg
intraventrikulär einmal monatlich. Die im Caudatum und Putamen gemessenen Werte
des Dopaminmetaboliten Homovallininsäure (HVA) stiegen im Vergleich um 65% bzw.
146% des Kontrollwertes. Ein eindeutiger therapeutischer Nutzen ist aber bisher
beim Menschen nicht nachgewiesen.
Management of Neuromuscular Diseases - Letter 11 G.Ochs DMG
Komplexe Netzwerke von Nervenzellen statt einzelner
Hirnregionen sind mehr in das Interesse der Forscher gerückt.
Gene scheinen veränderbar. Für die Funktion des
Gehirns scheinen weniger die Anzahl der Nervenzellen, als die Zahl deren
Verknüpfungen wesentlich. Die Verminderung der Anzahl der Nervenzellen scheint
manchmal sogar Bedingung für deren gute Funktion. Dabei ist das Wechselspiel
zwischen Erregung in einer Hirnregion und gleichzeitiger Hemmung in einer
anderen Region entscheidend. Für eine gute reibungslose Funktion des Gehirns ist
Bedingung, dass bei es bei jeder Aktivierung eine Hemmung an anderer Stelle
gibt. Die Verknüpfungen der Nervenzellen (Synopsen) ist entscheidend für die
Speicherung komplexer Informationen und Gefühle. Erfahrungen und Lernen ebenso
wie traumatische Ereignisse führen so zu Substanzveränderungen im Gehirn, die
mit neuen bildgebenden Verfahren sichtbar gemacht werden können. An den Synapsen
werden durch spezielle Überträgerstoffe (Transmitter) Informationen von einer
Nervenzelle and eine andere vermittelt. Die Aktivierung von Synapsen führt zur
Freisetzung kleiner Mengen des an sich giftigen Gases NO. Dieses wiederum sorgt
dafür, dass bei einem ähnlichen Reiz in kurzer Folge diese und ähnliche Synapsen
in der Umgebung schneller reagieren und beschleunigen und verbessern damit die
Reaktion auf einen Umweltreiz. Werden Synapsen häufig erregt, treten sie in eine
Art Dialog mit dem dazugehörigen Zellkern der Nervenzelle, dabei verändern sich
nicht nur die Erbinformationen der Nervenzelle, auch die Genexpression und die
von der Zelle ausgeschütteten Eiweiße verändern sich. Die Rolle der Vielzahl der
Eiweiße die von menschlichen Zellen synthetisiert werden ist noch nicht genau
bekannt. Sicher ist, dass sie eine wichtige Rolle in den höheren Funktionen
unseres Menschseins spielen. Die Bedeutung wird auch dadurch deutlich, dass sich
die Gene und damit auch der Bauplan des Körpers wie des Gehirns zwischen
Menschen und Affen zu 98% gleichen, dass aber Menschen offensichtlich wesentlich
mehr die Produkte dieser Gene (eben bestimmter Eiweiße) nutzen. Erfahrungen und
Erlebnisse verändern damit nicht nur die Anzahl und den Ort der
Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen, sie verändern auch die Gene der Zelle
und die wichtige Funktion dieser Gene. Auch über diesen Mechanismus werden
Erfahrungen zu bleibenden immer besser sichtbar zu machenden Teilen der Person.
Lernvorgänge führen zum Anschalten von Genen, die sonst nicht genutzt würden.
Eine multimodale Stimulation verstärkt damit neuronale Netze, vorausgesetzt sie
verursacht nicht zuviel Stress und überfordert nicht. Eine interessante Umwelt
und die Gesellschaft von Menschen fördert damit nicht nur die Verschaltung der
Synapsen sondern verändert auch die Genaktivität der einzelnen Nervenzellen.
Eintönigkeit behindert die auch beim Erwachsenen wichtige Gehirnentwicklung.
Nicht benutzte Synapsen bilden sich auch teilweise wieder zurück. Neure Studien
zeigen, dass exogen zugeführte Neurotrophine einen Antidepressiva- ähnlichen
Effekt haben., Die Neurotrophinausschüttung ist umgekehrt unter der Gabe von
Antidepressiva erhöht. Neurotrophine könnten so über Antidepressiva die Bildung
und Stabilisierung von synaptischen Verbindungen bewirken. Über diesen
Mechanismus könnten Neurotrophine für den depressionslösenden und
stimmungstabilisierenden Effekt der Medikamente verantwortlich sein. Zusätzlich
fördern Neurotrophine das Wachstum neuer Zellen im Hippocampus. Über einen
ähnlichen Mechanismus könnten diese Medikamente auch vor den Einschränkungen der
Lernfähigkeit im Alter schützen. In der Summe
kann man deshalb sagen, unsere Gene prägen uns zwar in vielerlei Hinsicht, wir
sind aber nicht die Sklaven unserer Gene.
Transfektion als Weg Körperzellen zu verändern- ein möglicher Weg Stammzellen zum Wachsen zu bringen oder genetische Defekte durch Veränderung der Erbsubstanz der Zellen auszugleichen.
Das Einbringen von Genen in lebende Zellen oder Gewebe hat das Ziel die dort
vorhandenen Gene teilweise zu ersetzen oder Gene mit neuen oder bisher fehlenden
Funktionen der Erbsubstanz der Zellen hinzuzufügen. Die Vehikel für diesen
Gen-Transport heißen Vektoren. Möglich ist ein solcher Transport mit
Liposomen. Diese fetthaltigen Membranen ummanteln
die DNS und heften sich an die Zellen an. Nach der Anheftung wird die DNS von
der Zelle aufgenommen. Die als nackte DNS bezeichneten
Plasmide können direkt in Erkrankten Organe injiziert werden und werden
dort von den Zellen aufgenommen. Liposomale und Plasmide Vektoren sollen sich
einfach herstellen lassen und sehr gut verträglich sein. Die Transfektionsrate
soll aber gering sein. Von der Menge her effektiver sind Viren. Dabei werden bei
häufigen Viren wie Adenoviren oder Retroviren die Gene, die der Vermehrung
dienen auch dem Genrepertoir entfernt und durch Therapiegene ersetzt. Eine
Begrenzung des gegenwärtig verwendeten Systems besteht darin, daß diese Vektoren
nur Gene von maximal 8 Kilobasen (kb) aufnehmen können. Problem ist dabei auch,
dass wenn der Organismus das spezifische Virus schon kennt, wird dieses wie bei
jedem Infekt sofort bekämpft. Studien mit solchen Transfektionen gibt es
beispielsweise in der Behandlung von arteriellen Druchblutungsstörungen.
Effizienz und Nebenwirkungsrate sind noch offen. Bei Verwendung von Plasmid- DNS
sind aber Erfolge auch für die arteriosklerotische Neuropathie in Zeiträumen von
3-6 Monaten berichtet. Als Nebenwirkungen wurden bei den wenigen Patienten
Ödeme (Wassereinlagerungen), Blutdruckabfall, bei Transfektion mittels Viren
auch Fieber, lokale Unverträglichkeiten und Leberschäden berichtet. Ob die hier
verwendeten Wachstumsfaktoren nicht die Bildung arteriosklerotischer Plaques und
von Tumoren fördern kann, ist ebenfalls weiter offen. Experimentiert wird auch
mit sog. Transponsons, gemeint sind damit
"springende Gene", die das Einbringen veränderten oder neuen genetischen
Materials in die Zellen schneller und effektiver machen könnten. Es ist noch
keine Methode bekannt, die die Integration eines gesunden Gens an einem
bestimmten Ort im Genom erlaubt. Zusätzlich gibt es keine Garantie dafür, dass
kein Gentransfer in die Keimbahn stattfindet. Die X-chromosomal vererbte
Immunmangelkrankheiten bei Säuglingen enden unbehandelt tödlich. Oft werden sie
erst zu spät diagnostiziert weil der Mangel an Lymphozyten bei der
Blutuntersuchung zwar festgestellt, aber nicht beachtet wurde. Die Diagnose des
angeborenen Defektes erfolgt durchschnittlich erst mit 7 Monaten. Der Gendefekt
eine Mutation in dem Gen das die Gammketten der Antikörper kodiert ist bekannt.
Bisher war eine erfolgreiche heilende Behandlung nur durch die Transplantation
von Knochenmarksstammzellen passender Spender möglich. Bei machen Arten der
Erkrankung erwies sich die Stammzelltransplantation gar als unwirksam. Bis dahin
musste das Leben der kleinen Patienten mit sehr teuren Infusionen der fehlenden
Immunglobulin erhalten werden. Diese symptomatische Methode war mit erheblichen
Beeinträchtigungen für die Kinder und sehr hohen Kosten verbunden, die einen bis
zur erfolgreichen Transplantation, die anderen lebenslang. Französischen
Forscher ist es nun erstmals gelungen den Gendefekt in den Zellen der kleinen
Patienten selbst zu reparieren. Sie bedienten sich dabei der Transduktion
mittels Retroviren. Verwendet wurde hier ein entsprechend veränderter- Virus der
sonst bei bestimmten Mäusen Leukämien auslösen kann. Dabei konnte das
fehlerhafte Gen in den entnommenen Stammzellen der Kinder im Reagenzglas ersetzt
werden. Die wieder eingepflanzenten Stammzellen vermehrten sich wie gesunde
Stammzellen. 4 der 5 Kinder gesundeten und wiesen im Beobachtungszeitraum von
bis zu 2,5 Jahren keine Symptome oder wesentlichen Nebenwirkungen auf. Die
Überwachung zeigt auch, dass sich die Viren tatsächlich nicht mehr vermehrten.
Die Kinder konnten die keimfreie Umgebung verlassen und leben ein normales
Leben. Salima Hacein-Bey-Abina et al
Geforscht wird in der Stammzelltherapie also: 1) am Einbringen verschiedener Stammzellen: Das Einbringen von Stammzellen aus prinzipiell 3 verschiedenen Reservoiren möglich
2) an der gentechnischen Manipulation von Stammzellen im Reagenzglas, so dass diese spezielle therapeutische Genprodukte herstellen (exprimieren) und der Transplantation der so veränderten Stammzellen 3) am Einbringen (operativ oder über die Blutbahn mittels Katheterangiographie) spezielle Wachstumsfaktoren zu den im Organ vorhandenen Stammzellen, so dass diese anfangen sich zu vermehren, in die geschädigte Region einzuwandern und sich in die gewünschte Zelllinie differenzieren und die damit verbundene Funktion aufnehmen.
Welche Verfahren bei welchen Krankheiten erfolgreich (oder überhaupt möglich) sein werden ist weiter überwiegend offen. Bis die meisten Verfahren klinisch einen sicheren Nutzen haben, ist auf jeden Fall noch viel Forschung und Entwicklungsarbeit erforderlich. Der Erfolg einzelner Verfahren ist abhängig davon, dass eine anderen Behandlungen vergleichbare Standardisierung möglich wird, und hängt nicht zuletzt auch von den Kosten ab. Die Möglichkeiten erscheinen theoretisch fast unbegrenzt, was sich praktisch mit Profit für die Patienten überhaupt und wenn ja wann, durchführen läst ist ebenso offen wie die langfristigen Nebenwirkungen. Stammzelltherapie und Gentechnik sind also spannende Gebiete in der Forschung. Für die meisten derzeit lebenden chronisch Kranken sind derzeit die Aussichten für einen erheblichen Profit relativ gering. Auch wenn wesentliche Erfolge wie viele meinen bereits in den nächsten Jahren zu erwarten sind, so dauert es zunächst wiederum Jahre bis diese eindeutig beurteilbar und damit einer großen Zahl Kranker nutzbar gemacht werden können. Ob dann auch Menschen in fortgeschrittenen Stadien einer Erkrankung und wenn ja bis zu welchem Alter profitieren bleibt ebenfalls offen. Die aktuelle Diskussion wird auch von Geschäftemachern genutzt Versprechen kommerzieller Anbieter im Ausland die teilweise für sehr hohe
Summen "Stammzelltherapien" anbieten sind meist ohne wirklich überprüfbare
Erfolge ein wirkliches Überprüfen auf Nebenwirkungen findet in der Regel ebenso
wenig statt. So bietet beispielsweise ein russischer Anbieter die intramuskuläre
Injektion von Zellen aus 8 Wochen alten Embryonen als Serie von 6 Injektionen zu
je 17000 Euro an. Populär wurde das ganze in Deutschland durch einen Bericht der
Zeitschrift Max. Als Werbung dient eine für Laien seriös aussehende
Internetseite. Wirksamkeit wird für alle möglichen chronisch progredienten
Erkrankungen versprochen. Von Muskeldystrophien über MS und ALS bis hin zur HIV-
Infektion. Einige wenige Patientenberichte über Erfolge dienen als quasi
einziger Erfolgsnachweis. Gerade solche Methoden mit Berichten dankbarer
Patienten sind nach Meinung prominenter Verbraucherschützer im Medizinbereich
(siehe z.B. bei Quackwatch) ein zuverlässiges Indiz für nicht seriöse Methoden.
Nach diesem Sensationsbericht in Max taucht die Werbung für die russische
Stammzelltherapie auch in zahlreichen Patientenforen im deutschsprachigen
Internet auf. Ein kritischer Spiegelbericht im September 2001 hat hieran wenig
geändert oder die Zielgruppe nicht erreicht. Zitat aus dem Spiegel
03. September 2001: "S. beteuert, die Zellen könnten sogar bis ins Gehirn
dringen und dort Parkinson oder Alzheimer heilen. Was schert es ihn, dass das
Gehirn vom Rest des Körpers durch eine Barriere getrennt ist, die westlichen
Experten zufolge für Zellen vermutlich völlig undurchlässig ist? Auch andere
Bedenken wischen S. und K.vom Tisch. Der Würzburger Zellforscher Albrecht Müller
fragt sich zum Beispiel, ob die fremden Zellen nicht vom Immunsystem des
Patienten vernichtet werden. Oder ob sie, falls das Immunsystem die Frischzellen
übersieht, nicht wuchern und Tumoren bilden könnten. Für S. sind diese Einwände
wahlweise "Unsinn" oder "Dummheit". "Wie wollen diese Leute das alles wissen?",
fragt er und behauptet großspurig: "Niemand außer uns hat Erfahrung mit der
Transfusion von Stammzellen in den Menschen." Tierstudien, Versuche im
Reagenzglas, Publikationen in Fachzeitschriften - all das hält das Duo aus K.für
überflüssig. "Wir brauchen nicht durch Mikroskope schauen, wenn wir die positive
Wirkung unserer Therapien mit eigenen Augen sehen", erklärt K. S.
verweist lieber auf Patenturkunden, mit denen die Wand hinter seinem
Schreibtisch gepflastert ist, zwei davon aus den USA. Weniger gern redet er
darüber, dass das Patentamt gar nicht prüft, ob ein neues Verfahren
funktioniert, sondern nur, ob es wirklich neu ist. Um ihre Eizellen zu
retten, lassen manche Krebspatientinnen schon heute die Eierstöcke vor der
Therapie entfernen und tieffrieren - in der Hoffnung, sie eines Tages auftauen
und einsetzen zu können."Schon wurden mehrfach tiefgefrorene Eierstöcke
zurücktransplantiert - mit wenig Erfolg: Ein Eisprung kam nur ein einziges Mal
zustande, eine Schwangerschaft noch nie. Es gibt Versuche Eierstockgewebe
außerhalb des Körpers in Funktion zu setzen. Mit Sphingosin-1-Phosphat(S1P) soll
das normale Absterben der Eizellen im Alter verhindert werden- 70 jährige
könnten noch mit eigenen Eizellen Kinder gebähren??? Ob das Aufbewahren von
Nabelschnurblut des Kindes in privaten Blutbanken sinnvoll ist, ist noch nicht
absehbar, aber nicht unbedingt ausgeschlossen. Bis jetzt ist kein Patient
bekannt geworden, der davon profitiert hat. Das Nabelschnurblut enthält nicht
nur Blutbildende Stammzellen sondern auch Stammzellen anderer Organe wie Leber,
Muskel, Herzmuskel, Gefässe und Knorpel. Das Nabelschnurblut ist also ein
potentieller universeller Stammzellspender. Die Asservierung von
Stammzellen aus Nabelschnurblut wird z.Zt. nicht wegen medizinisch neuer
Erkenntnisse, sondern wohl eher aus vordergründig wirtschaftlichen Interessen so
häufig in den Medien erwähnt. Zwar werden seit längerem Stammzellen aus
Nabelschnurblut gewonnen und in einigen Fällen der Leukämiebehandlung bei
besonders kleinen Kindern auch eingesetzt, aber hierbei handelt es sich um
klinische Studien, deren Ergebnisse noch nicht eindeutig beurteilt werden
können. In jedem Fall ist wohl sicher, das nur Kinder mit einem Gewicht unter 15
kg, besser unter 10 kg erfolgreich mit der aus einer Nabelschnur zu gewinnenden
Menge an Stammzellen behandelbar sind. Alle größeren Kinder können also auf
diese Weise nicht therapiert werden, schon gar nicht Erwachsene. Nabelschnurblut
kann als Spende für Andere (z.B. leukämiekranke Kinder mit Zytostatikatherapie)
gesammelt werden. Leukämie bleibt die entscheidende Diagnose und Indikation für
die aus der Nabelschnur gewonnenen Stammzellen. Alle weiteren Indikationen, die
teilweise auch in den Printmedien schon ausgewalzt werden (Organersatz,
Parkinsonbehandlung u.a.) sind möglicherweise futuristisch denkbar, aber heute,
kurz- oder mittelfristig nicht realisierbar. Generell wird angenommen, das bei
sachgerechter Lagerung keine zeitliche Begrenzung anzunehmen ist. Ob sich die
Stammzell-Transplantation aus Nabelschnurblut überhaupt in größerem Maße
therapeutisch Spenderbezogen auszahlt ist völlig offen. Angesicht dieser
Situation ist von einer generellen Spende bei Geburt abzuraten. Profitieren
können im Moment im Wesentlichen nur diejenigen, die eine Einlagerung vornehmen.
Ob schon auch ein Geschäft ist dies damit nicht unbedingt immer
Geschäftemacherei. Ob es allerdings eine biologische Lebensversicherung
überhaupt sein kann, muss offen bleiben. Aktuell also eine Geldanlage mit hohem
Risiko für Totalverlust. Bitte beachten Sie zu diesem Thema auch die Webseiten von Quackwatch um nicht Internetbetrügern auf den Leim zu gehen.
Die Forschung an den Genprodukten - eine Vielzahl von Proteinen wartet auf Entdeckung. Das Genom ist die Gesamtheit der spezifischen DNS eines Individuums oder für die Gesamtheit der genetisch informativen DNS-Abschnitte (Gene). Häufig vergessen wird, dass die Entschlüsselung des menschlichen Genoms noch für lange Zeit nicht bedeuten wird, dass die Funktion aller Gene und die Enorme Vielzahl der Gene mit der fast unendlichen Vielzahl von Kombinationen damit noch lange nicht aufgeklärt ist. Chromosomen bestehen aus speziell angeordneter, "aufgewickelter" DNS mit einem Protein-Anteil und befinden sich im Zellkern. Eine menschliche Körperzelle enthält die Chromosomen in doppelter Ausführung (46 Stück), eine menschliche Keimzelle enthält die Chromosomen in einfacher Ausführung (23 Stück). Das menschliche Genom, das aus den 23 Chromosomenpaaren besteht, hat insgesamt immerhin eine Länge von etwa 3 Milliarden Basenpaaren. Diese kodieren 20 000 Gene. Gefunden wurden exakt 19.599 Eiweiß-kodierende Abschnitte und weitere 2.188 DNA-Segmente, bei denen sich die Forscher noch nicht sicher sind, ob dort Informationen für Eiweiße kodiert sind oder ob es sich um eine sinnlose Anhäufung von Information ("Junk DNA”) handelt. Mehr als 1,4 Millionen Polymorphismen einzelner Nukleotide wurden bei der ersten Sequenzanalyse des menschlichen Genoms identifiziert, über 60,000 davon kodieren die Region eines Gens. Ein DNA oder DNS Nukleotid besteht aus einem Zuckermolekül, einem Phosphorsäuremolekül, und einem Basenmolekül. DNA = desoxyribonucleic acid - deutsch: DNS= Desoxyribonukleinsäure. Menschen und Schimpansen haben zu 98,7 Prozent die gleichen DNS-Sequenzen- und sind trotzdem geistig und körperlich sehr verschieden. Die Genexpressionsmuster unterscheiden sich zwischen Tieren und Menschen am meisten im Gehirn. Entsprechend unterscheiden sich dort auch die Proteine und Proteinspiegel am meisten. Ein Gen ist ein DNA-Abschnitt, der sämtliche Informationen zur Biosynthese eines RNA-Produktes enthält. Ein Gen ist die fundamentale, physikalisch und funktionelle Einheit von Vererbung und Evolution. Ein Gen besteht aus einer geordneten Sequenz (Abfolge) von Basenpaaren. Genexpression ist die Übersetzung der genetischen Information aus DNA in RNA und Proteine. Exprimierte Gene werden zunächst in Boten-RNA (mRNA) umgeschrieben (Transkription) und anschließend in Proteine übersetzt. Dazu verläßt die Boten-RNA den Zellkern und wird im Zytosol mittels ribosomaler RNA und Transfer-RNA in ein Eiweiß übersetzt (Translation), oder das Gen kodiert ribosomale oder Transfer-RNA, die nicht weiter in ein Protein übersetzt wird. Die Basenpaare: Da die Base die wichtige Unterscheidung ist, wird nach ihr benannt. Dabei sind die vier verwendeten Buchstaben A, T, G, und C, quasi das Alphabet des genetischen Codes. Diese stehen für die basichen chemischen Verbindungen Adenin, Thymin, Guanin, und Cytosin. Diese Basen liegen in Paaren vor, dabei paart sich Adenin immer mit Thymin, und Guanin immer mit Cytosin. Meist etwa 10000 von diesen Paaren verschlüsseln ein Gen. Von einem Teil der Genomlänge ist die Funktion noch nicht bekannt. Die lange "Leiter" der Basenpaare bezeichnet man als Doppelhelix, die Verbindung stellen Wasserstoffbrücken dar. Die Transkription ist der erste Schritt der von der DNA zum Eiweiß. Dabei wird die durch Transcriptasen gesteuert der DNS-Stranges als Abbild einer einzelsträngigen m-, t- u. ribosomalen RNS (Ribonukleinsäure) quasi als Plan benutzt. RNA ist der DNA ähnlich Nur dass dort Thymin durch Uracil ersetzt wird. Es folgt dann die Translation d.h. die Übersetzung der in der Nucleotidsequenz der m-RNS gegebenen genetischen Information in die Aminosäuren-Sequenz eines genspezifischen Proteins oder Polypeptids.
Etwa 19.600 Eiweiß-kodierende Abschnitte sind in der DNA bekannt. Beim Fehlen oder Veränderung eines Proteins kann eine Krankheit entstehen. Mit der somatischen Gentherapie wird versucht veränderte Gene in betroffene Organe oder Körperzellen einzuschleusen - siehe oben unter Transfektion Früh bekannt wurde beispielsweise, dass das Fehlen des Dystrophins im Muskel für die Duchennsche Muskeldystrophie verantwortlich ist, ein verändertes Dystrophin ist für die Muskeldystrophie vom Typ Becker verantwortlich. Da das Dystrophin zu groß ist, wurde erfolgreich nach einer funktionsfähigen Miniversion gesucht. Tierexprimentell ist hier die Transfektion mit Adenoviren schon teilweise erfolgreich, wenn der Dystrophin-Gentransfer in neugeborenen mdx-Mäusen, deren Immunsystem noch nicht voll funktionsfähig ist, durchgeführt wurde, konnten langdauernde Expression und positive funktionelle Effekte des Transgens nachgewiesen werden. Bei erwachsenen Mäusen standen Immunologische Abwehrreaktionen im Vordergrund des Effektes, ob dabei das Transgenprodukt, Dystrophin, selbst maßgeblichen Anteil an der Entstehung dieser Abwehrreaktion hat, ist noch nicht eindeutig geklärt, würde aber die Anwendbarkeit auch bei zusätzlicher Gabe von Immunsupressiva erheblich einschränken. Management of Neuromuscular Diseases -Letter Nr. 6 - März 1997 Hanns Lochmüller und George Karpati Die meisten Eiweiße die auf Grundlage des genetischen Kodes gebildet werden sind noch nicht bekannt. Die Entschlüsselung dieser Proteine und die Erforschung deren Bedeutung steht ebenfalls erst am Anfang. Aus dieser Entschlüsselung werden sich sowohl neue therapeutische Perspektiven durch Behandlung mit diesen Proteinen ergeben als dass sie auch von enormer Bedeutung sind die Einschänkungen und Möglichkeiten der bisherigen Stammzelltherpie oder gentherapeutischer Ansätze zu verstehen. Immerhin gelang es kürzlich in einem Mäusehirn über 8000 verschiedene Eiweiße nachzuweisen, gleichzeitig wurde nachgewiesen, dass sich die Eiweiße bei Mäusen verschiedener Rassen erheblich unterscheiden. Es ist also noch für viele Jahre Stoff für Forscher und Experimente vorhanden bis die "Hardware" des Gehirns auf dieser Ebene verstanden wird. Therapeutische Anwendungen werden sich daraus selbstverständlich ergeben. Vom Verstehen eines Mechanismus wie eine Krankheit entsteht, bis zu deren erfolgreicher Behandlung auf dieser Grundlage kann es aber ein langer Weg sein. Gentherapie ist auch in der Präimplantationsdiagnostik interessant. Dabei werden unter mehreren Embryonen diejenigen ausgewählt, die eine bestimmte Veranlagung nicht haben. Während die Präimplantationsdiagnostik in Deutschland durch das Embryonenschutzgesetz verboten ist, wird sie in den USA, Großbritannien und anderen Ländern seit einiger Zeit eingesetzt, um Embryonen auf spezifische Erbkrankheiten zu testen. In den USA soll ein solcher Versuch zu der Vermeidung einer bestimmten Form des M. Alzheimer gelungen sein. Auch bei bestimmten erblichen Polyneuropathien werden hier Erfolge berichtet. Carvalho F, Sousa M, Fernandes S, Silva J, Saraiva MJ, Barros A. Preimplantation genetic diagnosis for familial amyloidotic polyneuropathy (FAP). Prenat Diagn. 2001 Dec;21(12):1093-9.Im Gegensatz dazu gilt die Keimbahntherapie fast überall als unethisch. Bei dieser Variante wird ein künstlich verändertes Gen in die Eizelle oder in Spermien eingebracht. Die genetische Veränderung wird dadurch auf die Nachkommen übertragen. Die Genexpression wird vermutlich auch durch die soziale
Umgebung erheblich beeinflusst. Zumindest bei der Drosophila melanogaster
ist beispielsweise die Körpergröße erheblich von der sozialen Umgebung abhängig.
Versteckte Geneffekte kommen also nur unter ganz bestimmten Bedingungen zur
Geltung und sind so auch schwer in der Forschung zu erkennen. Jason B. Wolf
Proc.
Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 100, Issue 8, 4655-4660, April 15, 2003
Epigenetik ist eine vergleichsweise neue Wissenschaft, die sich mit der
Vererblichen Veränderung der Genexpression beispielsweise durch Umwelteinflüsse
wie veränderte Ernährung des Vaters beschäftigt. Schaltermoleküle, Proteine etc.
haben in der Zelle Einfluss auf die Ein- und Ausschaltung von Genen.
Epigenetische Abnormalitäten können Krebs, genetische Erkrankungen, erbliche
Syndrome, Autoimmunerkrankungen, Vorzeitiges Altern, M. Alzheimer,Chorea
Huntington, Zystische Fibrose, psychiatrische Syndrome wie Autismus oder
Schizophrenie begünstigen oder gar auslösen. Enzyme die in diesen Prozessen eine
Rolle spielen schließen DNA Methyltransferasen (DNMTs), Histondeacetylasen (HDACs),
Histonacetylasen, Histonmethyltransferasen und das Methylbindende Domainprotein
MECP2 ein. Zellen steuern ihre Genexpression durch Faltung der DNA in Clustern (Octameren)
der gekörnten Histonproteine um Nukleosomen zu bilden. Diese DNA-Nukleosomen und
Histone sind zu Chromatin organisiert. Veränderungen der Struktur des Chromatins
beeinflussen die Geneexpression, manche Gene werde angeschaltet, andere
ausgeschaltet, je nach dem ob das Chromation offen oder kondensiert ist.
Reversible epigenetische Muster der DNA Methylation und Histone steuern diesen
Prozess. Das Genom jedes Menschen ist anders, in der Kriminalistik
bietet dies die Möglichkeit einer zweifelsfreien Identifizierung eines Täters.
Die Gefahren des Missbrauchs sind allerdings ebenfalls nicht zu unterschätzen.
Mit zunehmender Entschlüsselung des Codes erlaubt die Analyse auch eine Vielzahl
von anderen Merkmalen eines Menschen zu entschlüsseln. Nicht nur
Geschlecht, Rasse und bestimmte Krankheiten des Betroffenen, langfristig werden
so möglicherweise sogar Hinweise auf Persönlichkeitseigenschaften erkennbar
werden. Die Nachteile einer Genetischen Datenbank aller Menschen könnten groß
sein. Noch
größer
sind
allerdings
vermutlich
die
Nachteile
eines
Verzichts
auf solche
Datenbanken.
Das
zufällige
Hinterlassen
des
genetischen
Kodes an
einem
späteren
Tatort
kann
unschuldige
in
Verdacht
bringen
oder
möglicherweise
sogar zu
deren
Verurteilung
führen. Falsche
Zeugenaussagen
von
Augenzeugen
gelten
zumindest
bisher
als der
Hauptgrund
für
falsche
Verurteilungen
wegen Mord
und
Vergewaltigung
in den USA
vor
Gericht.
Bei 328
solcher
Fälle bei
denen die
zu Unrecht
beschuldigten
im
Durchschnitt
10 Jahre
unschuldig
im
Gefängnis
saßen,
betraf
eine
Mehrheit
Schwarze
und
Jugendliche,
die von
weißen
Zeugen
irrtümlich
als Täter
identifiziert
und vom
Gericht
verurteilt
worden
waren. Die
Hälfte der
Freisprüche
war der
jetzt
möglichen
genetischen
Testung zu
verdanken,
die die
Unschuld
der
Beschuldigten
eindeutig
nachwies.
Man darf
annehmen,
dass
Vorurteile
bei diesen
folgenschweren
Fehlwahrnehmungen
erheblichen
Anteil
hatten.
Samuel R.
Gross
(2004)
Nicht nur ethische und rechtliche Hindernisse stehen einer breiten klinischen Anwendung neuer Methoden im Wege. Auch dort wo neues auf den ersten Blick einfach und logisch wirkt, muss sich sein Wirksamkeit und Verträglichkeit erst erweisen. Bis dahin sind Patienten gut beraten, sich einer "Stammzellbehandlung" nur im Rahmen seriöser Studien und der damit verbundenen guten Überwachung zu unterziehen. glossar der dfg http://www.dfg.de/aktuell/download/glossar.html Ausführliches zum Thema bei
BATS
Piero
Mazzoletti, Peter Schenk
National
Institute of Health Stem Cell Primer Report
on stem cell research from the American Association for the Advancement of
Science American
Association for the Advancement of Science.
US pools genome information
|
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Medikamente sollte man in der Regel nicht im Internet bestellen. Neben oft unzureichender Qualität, fehlt vor allem die Indikationsstellung und die korrekte Aufklärung, von Haftungsfragen bei gravierenden Nebenwirkungen abgesehen. |
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