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8. Herbstforum der Deutschen Gesellschaft für Regenerative Medizin e.V.
(GRM)
Bausteine der Regenerativen Medizin - Gehört den Stammzellen die Zukunft?
Worauf man bauen kann
Stammzellen: Solide
Forschung - Hoffnung auf Heilung
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Stammzellen – ein Wort, das dem mündigen Bürger
heute locker von den Lippen geht. Man hat in den letzten Jahren viel von ihnen
gehört und gelesen: Von den „adulten“ Stammzellen, die an verschiedenen Stellen
im Körper von Erwachsenen und Kindern schlummern und sich als Multitalente zu
ganz unterschiedlichen Zelltypen entwickeln können. Und von den ethisch
problematischeren embryonalen Stammzellen, mit denen in Deutschland nur unter
strengen Auflagen geforscht werden darf, die dafür aber noch vielseitiger sind.
Von Wissenschaftlern werden sie als „pluripotent“ bezeichnet.
In den letzten Wochen waren die Schlagzeilen zum
Thema Stammzellen allerdings verwirrend: So konnte man Ende Oktober lesen, in
den USA sei ein Mann von seiner Querschnittslähmung „geheilt“ worden. In
Wirklichkeit handelte es sich um eine weit bescheidenere Premiere: Erstmals
waren einem Patienten mit einer frischen Querschnittslähmung Vorläuferzellen
von Nervenzellen ins Rückenmark injiziert worden, die zuvor aus embryonalen
Stammzellen gewonnen worden waren. Die Zellen sollen im Rahmen einer
Phase-I-Studie zunächst an wenigen Patienten auf ihre Sicherheit geprüft
werden. Bis zum Beweis ihrer heilenden Kraft ist es noch ein weiter Weg.
Gerade im Bereich von Gehirn und Rückenmark steckt
die Stammzellforschung nämlich noch in besonders kleinen Kinderschuhen. „Unser
Fachgebiet lernt gerade erst das Laufen“, sagt Prof. Dr. med. Guido Nikkhah, Ärztlicher Direktor der Abteilung
Stereotaktische Neurochirurgie im Neurozentrum des Universitätsklinikums
Freiburg und Wissenschaftlicher Sprecher der Gesellschaft für Regenerative Medizin
e.V. (GRM). Und er fügt hinzu: „Wer heute schon von Heilung spricht, den muss
man als unseriös bezeichnen.“
Für jeden, der die große Versprechung noch im Ohr
hatte, war denn auch der Kontrast zu einer anderen Meldung erstaunlich, die
schon wenige Tage später erschien – und die ihrerseits leider völlig der
Wahrheit entspricht: „Kind stirbt nach Stammzelltherapie“. Tatsächlich ist ein
18 Monate alter Junge mit einer schweren Hirnerkrankung in diesem Sommer in
Düsseldorf an den Folgen eines Eingriffs gestorben, bei dem ihm Stammzellen
endoskopisch direkt ins Gehirn gegeben werden sollten.
Hoffnung auf Heilung und schwerste Rückschläge
wechseln sich in der öffentlichen Wahrnehmung ab: Ein Wechselbad der Gefühle.
Wo stehen wir aber wirklich in Sachen Stammzelltherapie? Wie weit sind wir
schon? Und wohin wird die Reise gehen? Das waren die kniffligen Fragen, denen
sich die GRM in ihrem diesjährigen Herbstforum am 12. November 2010 in Berlin
stellte. Bewusst hatte man für das
Treffen einen vorsichtig-abwägenden, mit einem
Fragezeichen endenden Titel gewählt: „Bausteine der Regenerativen Medizin –
Gehört den Stammzellen die Zukunft?“, so hieß das Thema, dem sich die Experten
in acht Vorträgen und mehreren intensiven Diskussionsrunden widmeten. „Wir
müssen uns von schwarzen Schafen distanzieren, die durch falsche
Heilsversprechungen die gesamte Branche in Misskredit bringen“, betonte schon
bei der Begrüßung Ulrike Schwemmer,
die Erste Vorsitzende der GRM.
Lohnender
Blick in die Geschichte
Allen, denen es mit der Entwicklung
stammzellbasierter Therapien nicht schnell genug gehen kann, empfiehlt Prof. Dr. med. Anthony Ho, Ärztlicher
Direktor der Medizinischen Klinik V für Hämatologie, Onkologie und
Rheumatologie des Universitätsklinikums Heidelberg und einer der „Väter“ der
inzwischen sehr erfolgreichen Behandlung von Blut- und Lymphdrüsenkrebs mit
Blutstammzellen, einen Blick in die Geschichte.
Sie geht weit zurück, und sie beweist, dass der
lange Atem sich lohnen kann: Schon im Jahr 1909 wurde der Begriff „Stammzelle“
erstmals in die biologisch-medizinische Debatte geworfen, und zwar von dem
russischen Blutkrebsspezialisten Alexander Maximow, der zu diesem Zeitpunkt in
Berlin wirkte. Trotzdem sollte es bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts dauern,
bis der Amerikaner Edward Donall Thomas seine bahnbrechenden Forschungen zur
Transplantation von Spender-Knochenmark zur Behandlung von Leukämien machte,
für die er 1990 den Medizin-Nobelpreis bekam. Erst einige Jahre später
entdeckte eine kanadische Arbeitsgruppe, dass sich die begehrten
Blutstammzellen tatsächlich im Knochenmark nachweisen lassen. Anschließend
dauerte es wieder mehr als ein Jahrzehnt, bis im Jahr 1976 dort auch die
sogenannten mesenchymalen Stammzellen entdeckt wurden, Vorläuferzellen des
Bindegewebes, die aber auch für Knochen, Knorpel, Muskeln, Bänder, Sehnen und
Fettgewebe wichtig sind. Und die nicht zuletzt das Wachstum und die Entwicklung
von Vorläuferzellen des Blutes im Knochenmark unterstützen. Im Jahr 1985 wurde
dann der erste Patient mit einem Lymphom in Heidelberg mit Stammzellen aus dem
zirkulierenden Blut behandelt werden. Bis dahin war das Knochenmark die einzige
Quelle für blutbildende, hämatopoietische Stammzellen (HSC) gewesen. „Bald
können wir in unserer Klinik 25-jähriges Jubiläum feiern“, freut sich Ho, der
damals zusammen mit seinen Kollegen Martin Körbling, Bernd Dörken und Werner
Hunstein (damals ärztlicher Direktor) die bahnbrechende Studie zum Thema
veröffentlicht hatte. Die Behandlung mit Stammzellen aus dem peripheren Blut
hat für die schwerkranken Patienten den entscheidenden Vorteil, dass das
blutbildende System sich danach deutlich schneller erholt als nach einer
Knochenmarktransplantation: Statt bis zu 28 Tagen braucht es meist nur etwa
zehn Tage. „Nachteilig ist jedoch, dass die Stammzellen im Blut äußerst rar
sind, wir müssen sie erst aus ihren Nischen heraus locken und mobilisieren“, erläuterte Ho. In
Deutschland dominiert derzeit, nicht zuletzt wegen der guten Bereitschaft der
Bevölkerung, Stammzellen aus Blut oder Knochenmark zu spenden, die Übertragung
von Zellen erwachsener – verwandter oder nicht verwandter, aber passender –
Spender. „International gewinnt aber gespendetes Nabelschnurblut als Quelle von
Stammzellen immer mehr an Bedeutung“, berichtete Ho.
Die Erfolgsgeschichte der Stammzellen aus dem
Knochenmark ist damit aller Wahrscheinlichkeit nach längst noch nicht zu Ende.
In den letzten Jahren sind die schon erwähnten mesenchymalen Zellen (MSC)
verstärkt in das Blickfeld der Forscher gerückt. „Sie spielen als Helfer eine
enorm wichtige Rolle, wenn es darum geht, das Potenzial zur Selbsterneuerung zu
erhalten, das die Blutstammzellen haben“, so die Einschätzung des Hämatologen.
Inzwischen suchen die Forscher nach Eingriffsmöglichkeiten an den
Bindungsmechanismen zwischen HSC und MSC, die es ermöglichen sollen, die
Blutstammzellen effektiver aus der Reserve zu locken. Da die Krebszellen sich
für ihr Versteckspiel derselben Mechanismen bedienen wie die HSC, bietet sich
hier auch ein Ansatzpunkt für Behandlungen, die eines Tages vor den
gefürchteten späten Leukämie-Rückfällen schützen könnten. „Wir wollen
versuchen, bösartige „Schläfer“-Zellen aus ihren Nischen heraus zu treiben und
dann zu töten“, so umriss Ho dieses Ziel.
Herzklappen
aus der Nabelschnur
Auch der Ersatz
erkrankter oder fehlgebildeter Herzklappen hat in der Medizin inzwischen schon
eine über 50-jährige Tradition. "Heute implantieren wir immer noch
mechanische und biologische Herzklappen, deren grundsätzliche Entwicklung schon
40 Jahre zurückliegt", sagte auf der Jahrestagung der GRM PD Dr. med. Ralf
Sodian, Oberarzt an der Herzchirurgischen Klinik und Poliklinik des
Universitätsklinikums in München. Der junge Chirurg, der Herzen von Kindern und
von Erwachsenen operiert, hat sich jedoch das ehrgeizige Ziel gesetzt, seinen
Patienten eines Tages Herzklappen einpflanzen zu können, die mit Hilfe von
Nabelschnurblut eigens gezüchtet wurden. Denn die Klappen, die heute zur Wahl
stehen, haben verschiedene Nachteile. "Alle sind sie Fremdkörper, und
keine von ihnen wächst im kindlichen Körper mit", resümierte Sodian.
Kinder müssten deshalb im Abstand von zwei bis drei Jahren erneut operiert
werden. Biologische Klappen, die etwa vom Schwein stammen, haben zudem nur
begrenzte Haltbarkeit, künstliche Klappen werden durch Blutgerinnsel
unbrauchbar, wenn ihre Träger nicht lebenslang Medikamente nehmen, die die
Blutgerinnung hemmen.
Sodian und seiner Münchner
Arbeitsgruppe ist es gelungen, zunächst Arterien und Venen der Nabelschnur,
später auch das Nabelschnurblut selbst als Quelle für einen Zelltyp zu nutzen,
mit dem sich neue biologische Herzklappen "designen" lassen. Das
Gerüst für dieses Tissue Engineering ist aus einem hochporösen Polymer, das von
den Zellen besiedelt wird und sich nach einiger Zeit im Körper auflöst. Bisher
ist es den Herzchirurgen gelungen, solche Herzklappen in-vitro herzustellen.
"Nabelschnurblut bietet sich in diesem Fall als Ausgangsmaterial an, weil
praktisch alle betroffenen Eltern durch Ultraschalluntersuchungen heute schon
während der Schwangerschaft von einem Herzfehler des Kindes erfahren und sich
darauf vorbereiten können", erklärte der Mediziner. Wurde bei einem
Ungeborenen ein Herzfehler diagnostiziert, so sei es durchaus sinnvoll, nach
der Entbindung das Nabelschnurblut einzufrieren, sagte Sodian. Darüber hinaus
begrüßt er die
Einrichtung von
Nabelschnurblutbanken. "Bisher haben wir nur autolog mit der Nabelschnur
der Versuchstiere gearbeitet, doch allogen, also mit dem Blut von passenden
Spendern, sollte das eventuell genauso möglich sein." Ein Weg, der schon
deshalb große Bedeutung hat, weil die meisten Herzklappen heute bei Erwachsenen
eingesetzt werden, die erst im Lauf ihres Lebens erkranken.
Vielseitig
und ethisch unbedenklich
Auch Prof.
Dr. med. Jürgen Hescheler, Direktor des Instituts für Neurophysiologie der
Universität Köln, will mit Regenerativer Medizin die Funktion geschädigten
Herzgewebes verbessern. Sein Institut hat einige grundlegende Arbeiten mit
embryonalen Stammzellen vorgelegt. „Ihr großer Vorzug liegt in ihrer hohen
Fähigkeit, sich selbst zu erneuern und sich in eine Vielzahl von Zelltypen zu
differenzieren“, erklärte der Stammzellforscher. Doch ethische Bedenken und die
drohende Abstoßung des körperfremden Materials fallen schwer in die andere
Waagschale, wenn es um den Einsatz beim Menschen geht. Deshalb arbeiten die
Kölner Neurophysiologen inzwischen hauptsächlich mit sogenannten induziert
pluripotenten Stammzellen, den iPS. Dieser neue Stammzelltyp, den der Japaner
Skinya Yamanaka erstmals im Jahr 2006 der Fachwelt präsentieren konnte, wird
durch künstliche Reprogrammierung inzwischen aus verschiedenen Typen
erwachsener Zellen gewonnen. Die „Verjüngungskur“ gibt den Zellen die begehrte
Pluripotenz der embryonalen Stammzellen zurück. Im „Selbstversuch“ konnte
Hescheler, der derzeit auch Vorsitzender der Deutschen Gesellschaft für
Stammzellforschung ist, erleben, wie aus Zellen seiner eigenen Haut nach der
Reprogrammierung und gezielten Differenzierung im passenden Milieu schlagende
Herzmuskelzellen wurden. In Tierversuchen konnten die Kölner Forscher zudem
auch zeigen, dass Herzmuskelzellen, die aus iPS gewonnen wurden, sich in
geschädigtes Herzgewebe einbauen lassen. Und vor allem, dass sie helfen, die
Funktion der kranken Herzen deutlich zu verbessern. „Die Zellen integrieren
sich und nehmen im Herzen ihre Funktion auf“, freut sich Hescheler. Noch sei
allerdings die Kraft der im Labor gezüchteten Herzmuskelzellen viel zu gering.
Wahrscheinlich seien auch hier, wie bei der Stammzelltherapie der Leukämien,
die Vorläuferzellen von Bindegewebszellen wichtig. „Bisher haben wir sie
vernachlässigt, doch sie scheinen als Kraftsensoren zu fungieren, die dabei
helfen, die Herzzellen richtig anzuordnen.“ Außerdem suchen die Forscher weiter
nach Methoden der Reprogrammierung, die jedes Risiko für den Empfänger
ausschließen. Ziel ist schließlich die Behandlung menschlicher Herzen, etwa
nach einem Infarkt. „Wenn es uns gelingt, solche Organschädigungen
auszugleichen, können wir möglicherweise eine Lebensspanne von 150 Jahren
erreichen“, gab Hescheler den Zuhörern als Vision mit.
Prof. Dr.
med. Thomas Skutella, Abteilungsleiter am Institut für Anatomie und Zellbiologie der
Universität Heidelberg, versucht mit seiner Arbeitsgruppe, ethisch
unproblematische, aber noch junge und vielseitige Stammzellen an anderer Stelle
aufzuspüren. „Neben den embryonalen Stammzellen sind die Keimstammzellen die
einzigen menschlichen Zellen, die auf natürlichem Wege umprogrammiert werden können und das macht sie interessant“, sagt der Mediziner.
Er stellte zugleich aber auch die Schwierigkeit dar, die Zellen zu gewinnen.
„Nur 0,03 Prozent aller Zellen aus dem menschlichen Hoden sind Spermatogonien
und damit Vorläuferzellen von Samenzellen.“ Skutella gab einen Überblick über
die internationalen Forschungsaktivitäten und Erfolge humane spermatogonale
Stammzellen zu gewinnen und weiter zu züchten. Diese in vitro angereicherten
Zellen könnten möglicherweise wichtige Ausgangszellen für eine natürliche
Umprogrammierungen in spezifisch differenzierte Vorläuferzellen und damit auch
für zukünftige therapeutische Anwendungen sein. Skutella betonte, dass die
Kultur bisher aber noch sehr komplex und nicht einfach sei. Der Harvard-Gruppe
um D.J. Rossi ist es kürzlich erstmals gelungen, humane induzierte pluripotente
Stammzellen -sogenannte iPS-Zellen- schonend alleine mit Hilfe von RNA
herzustellen, ein Vorgehen, dass auch Skutella zusammen mit Spezialisten für
RNA-Technologie verfolgt und in dem er einen Meilenstein für die Regenerative
Medizin sieht. Andere Verfahren, wie die Verwendung von Proteinen seien nicht
wirklich effizient und der Einsatz von Viren, die häufig in der
Grundlagenforschung als Transportvehikel für Genmaterial verwendet werden, beim
Menschen zu gefährlich. Neue Arbeiten aus England zeigten zudem, dass bereits
Viren allein und ohne einen der bisher bekannten Umprogrammierungs-Faktoren zu
enthalten, die Induktion von iPS- Zellen bewirken können. Virus-induzierte iPS-Versuche
ohne entsprechende Kontrollen seien daher kritisch zu betrachten. Eine wie auch
immer geartete Verwendung von Viren zur iPS-Induktion habe nach Skutellas
Meinung in der Regenerativen Medizin nichts zu suchen.
„Der Mensch
ist so alt wie seine Stammzellen“
Während Keimstammzellen und embryonale Stammzellen
sozusagen am Beginn des Lebens stehen bleiben, teilen die adulten Stammzellen
offensichtlich das Schicksal ihrer „Besitzer“: Sie altern mit den Jahren. Die Biologin Dr. Alexandra Stolzing, Leiterin der Arbeitsgruppe
Stammzellbiologie am Fraunhofer Institut für Zelltherapie und Immunologie in
Leipzig, hat sich das Ziel gesetzt, das Warum und Wie dieses Alterungsprozesses
im Detail zu verstehen. „Das könnte helfen, Stammzelltherapien zu verbessern,
uns zugleich aber auch Einsichten in den Alterungsprozess des gesamten
Organismus vermitteln.“ Auch Stolzings Arbeitsgruppe hat für ihre
Untersuchungen mesenchymale Stammzellen herangezogen, die leicht aus
unterschiedlichen Geweben isoliert werden können. Dabei zeigte sich im
Tierversuch, dass für die Aktivität einer adulten Stammzelle keineswegs nur
deren eigenes Alter, sondern auch das des Gewebes eine Rolle spielt, in das sie
zu therapeutischen Zwecken versetzt wird. „Im Muskel konnten wir zum Beispiel
zeigen, dass Blockaden entstehen, wenn junge Zellen in altes Gewebe kommen.“
Die Leipziger Forscher suchen aber auch nach Methoden, mit denen sich Zellen
wieder in einen „jüngeren“ Zustand versetzen lassen.
Noch
ist das Grundlagenforschung – wie die meisten Projekte, die an diesem
spannenden Tag in Berlin vorgestellt wurden. Wie Katrin Berger, Fachbereichs- leiterin Gesundheitsmanagement bei der
Debeka-Hauptverwaltung in Koblenz, eindrücklich darlegte, rechnen die
Krankenversicherungen allerdings bereits mit den regenerativen Therapien, die
sich bald aus der Stammzellforschung entwickeln könnten. Sie werden sich ihrer
Ansicht nach für die privaten Krankenversicherer in einer 20-prozentigen
Kostensteigerung im stationären Sektor bemerkbar machen, die für die Mitglieder
mit rund sechs Prozent zu Buche schlagen würde. „Berücksichtigen Sie ab der
klinischen Forschung auch die ökonomischen Aspekte“, bat sie die anwesenden
Wissenschaftler.
Auch Patentanwalt Dr. Ulrich Storz, Senior Partner in der in Düsseldorf und München
angesiedelten Kanzlei Michalski, Hüttermann & Partner, dachte weit voraus.
Er sprach zur Frage des Patentschutzes für humane Stammzellen. Die Geschichte
der einschlägigen Patente sei noch kurz, gab Storz zu bedenken, zugleich seien
die gesetzlichen Regelungen durch nationales und EU-Recht ausgesprochen kompliziert.
Klar ist für den Anwalt jedoch eines: „Wenn ein Verfahren von der Gesellschaft
als erlaubt betrachtet wird, dann muss es auch patentierbar sein, um überhaupt
zur Anwendung zu kommen.“
Dass bis dahin noch ein weiter und steiniger Weg
vor den Forschern liegt, hatte Jürgen Hescheler schon zu Beginn des Treffens
vor der Presse verdeutlicht: „Auf dem Gebiet der Stammzellforschung stehen wir
vor besonders komplexen Anforderungen. Schließlich geht es hier um Zellen mit
allen ihren Signalwegen, nicht um die Bindung an eine einzige Andockstelle an
der Zelloberfläche wie bei vielen neuen Arzneimitteln.“ Therapien für Menschen
können unter diesen Umständen nur auf einer soliden Grundlage des Wissens
aufgebaut werden. „Wer hohe Türme bauen will, muss lange beim Fundament
verweilen“, wusste schon der Komponist Anton Bruckner. Es gilt nicht allein in
der Architektur und der Musik.
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| Letzte Aktualisierung: 18.11.10 |
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