Die Geburtshilfe
Autoren
Anna Margareta Wagner und Daniel Surbek

Stammzellen und deren Bedeutung in der Geburtshilfe

Hämatopoietische Stammzellen werden mittlerweile erfolgreich bei einer Vielzahl von malignen und nicht malignen Krankheiten transplantiert, in erster Linie Leukämien, schwere Anämien, schwere Immundefizienzen und angeborene Stoffwechselstörungen. Nabelschnurblut erweitert die Möglichkeit für die Gewinnung von hämatopoietischen Stammzellen, v. a. für Patienten, die sonst keinen passenden Spender finden können.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein anonym gespendetes (allogenes) Nabelschnurbluttransplantat von einer öffentlichen Bank gebraucht und transplantiert wird, ist mehr als 100× größer als die Verwendung der eigenen (autologen) hämatopoietischen Nabelschnurblutstammzellen aus einer privaten Bank.
Die Aufgabe des Arztes im Zusammenhang mit der Entscheidung für eine Nabelschnurspende beinhaltet eine ausführliche, möglichst objektive Aufklärung. Grundlagen dazu bilden Empfehlungen nationaler und internationaler Fachgesellschaften.

Zum Einstieg

Immer mehr Eltern überlegen sich, nach der Geburt ihres Kindes Nabelschnurblut einzulagern. Dies sicher auch aufgrund der zunehmenden medialen Präsenz des Themas, aber auch aufgrund der zunehmenden Anzahl an erfolgreichen Transplantationen mit Stammzellen aus dem Nabelschnurblut. Dabei haben Ärzte eine wichtige Aufgabe in der korrekten Weitergabe von Information an die schwangeren Frauen und Paare.
Nabelschnurblutstammzellen werden heute routinemäßig eingesetzt. Die anerkannten und gut etablierten Indikationsgebiete für die Nabelschnurstammzelltransplantation umfassen in erster Linie Leukämien, schwere Anämien, schwere Immundefizienzen und angeborene Stoffwechselerkrankungen.
Nabelschnurblut kann nach der Geburt aus der Plazenta und dem Restnabelschnurblut nach der Abnabelung des Babys gewonnen werden. Im Nabelschnurblut wird daraufhin die Zellzahl bestimmt, aber auch eine bakteriologische und serologische Abklärung vorgenommen, um eine Transmission von Infektionen zu vermeiden.
Für die Einlagerung von Nabelschnurblutstammzellen stehen prinzipiell 3 Möglichkeiten zur Verfügung:
  • die öffentliche Nabelschnurblutbank mit anonymen Fremdspenden,
  • die private Nabelschnurblutbank, bei denen Eltern das Nabelschnurblut ihres Neugeborenen für eine mögliche spätere Verwendung aufbewahren können, sowie
  • das Kombimodell Hybrid-Banking.
Der Nutzen der privaten Nabelschnurblutspenden ist allerdings umstritten, da die Wahrscheinlichkeit klein ist, dass die Stammzellen für das Kind selbst jemals Verwendung finden werden. Im Gegensatz dazu stellen die anonymen Fremdspender-Nabelschnurblutbanken HLA-typisierte (HLA = humanes Leukozytenantigen) Nabelschnurblutspenden weltweit zur Verfügung, sodass diese bei Bedarf freigegeben werden können. Einen neuen Weg beschreibt das Hybridmodell. Dahinter steht das Prinzip, sowohl für den Eigenbedarf als auch für die öffentliche Bank Stammzellen einzulagern. Eltern, die sich entscheiden, das Nabelschnurblut ihres Kindes aufzubewahren, haben die Möglichkeit, es auch der Spende zugänglich zu machen. Dazu wird eine HLA-Typisierung des Nabelschnurblutes durchgeführt.
Neben den hämatopoietischen Stammzellen gibt es auch die mesenchymalen Stammzellen. Diese Stammzellen differenzieren sich vornehmlich in Knochen-, Knorpel-, Fett-, Muskel- und Nervenzellen und werden deshalb zukünftig einen wichtigen Platz in der regenerativen Medizin einnehmen. Sie kommen im Nabelschnurblut nur spärlich vor, aber aus dem Gewebe der Nabelschnur (Wharton-Sulze) können sie nach der Geburt in größeren Mengen gewonnen und in vitro vermehrt werden.
Im vorliegenden Kapitel wird neben den Grundlagen insbesondere auch auf die geburtshilflichen Aspekte der Nabelschnurblutentnahme eingegangen. Ein wesentlicher Punkt Entwicklungen im Bereich der Stammzellforschung, die sich möglicherweise in Zukunft auch auf die potenzielle Verwendung von Stammzellen aus Nabelschnurblut auswirken. Ziel des Kapitels ist es u. a., dem Geburtshelfer das nötige Wissen zur Verfügung zu stellen, um schwangere Frauen umfassend im Hinblick auf eine mögliche Nabelschnurblutstammzellspende beraten zu können.

Nabelschnurblut als Quelle hämatopoietischer Stammzellen

Hämatopoietische Stammzellen sind definiert durch die Fähigkeit, sich in die verschiedenen Arten von Blutzellen und Abwehrzellen des Immunsystems zu entwickeln. Gleichzeitig behalten sie aber auch die Fähigkeit bei, sich unbeschränkt selbst zu vermehren, ohne sich zu differenzieren. Diese Eigenschaften befähigen die hämatopoietischen Stammzellen, den lebenslangen Nachschub für die peripheren Blut- und Abwehrzellen zu gewährleisten.
Nach Transplantation in ein anderes Individuum können hämatopoietische Stammzellen das gesamte blutbildende Knochenmark inklusive Immunsystem bei einem Empfängerindividuum rekonstituieren, beispielsweise nach ablativer Chemotherapie und Bestrahlung.
Ab der 3. Schwangerschaftswoche ist der Embryo über die Nabelschnur mit der Plazenta verbunden. Die Nabelschnur besteht aus 3 Gefäßen, die von der Wharton-Sulze (Erstbeschreibung Dr. Thomas Wharton 1656) umgeben ist. Die Nabelschnur besitzt verschiedene Pools an Stammzellen: das Nabelschnurblut mit hauptsächlich hämatopoietischen Stammzellen und nur wenigen mesenchymalen Stammzellen, endotheliale Stammzellen von den Nabelschnurblutgefäßen und mesenchymale Stammzellen aus der Wharton-Sulze. Der Vorteil von Stammzellen aus der Nabelschnur bzw. aus dem Nabelschnurblut liegt bei dem relativ jungen Alter von 9 Monaten bei der Geburt. Obwohl sie zu den adulten Stammzellen gerechnet werden, zeigen sie im Vergleich zu diesen einen noch längeren Telomerabschnitt, der mit einem höheren Proliferationspotenzial korreliert (van de Ven et al. 2007).
Nabelschnurblut hat sich neben Knochenmark und peripherem Blut nach Stammzellmobilisierung als Quelle hämatopoietischer Stammzellen für die allogene (Fremdspende) Transplantation etabliert. Dabei ist die Konzentration an Stammzellen im Nabelschnurblut um eine Mehrfaches höher als im Blut von Erwachsenen (Beuzard et al. 1979).
Aktuelle Indikationen für den therapeutischen Einsatz umfassen maligne Erkrankungen wie Leukämien, aber auch die aplastische Anämie oder genetische Krankheiten wie z. B. Fanconi-Anämie, Thalassämie, schwere Immundefizienzen oder gewisse metabolische Krankheiten wie Hurler’s Syndrom. Neuere, noch nicht etablierte Indikationen sind die Therapie von Autoimmunerkrankungen, wie beispielsweise schwere Formen der rheumatoiden Arthritis oder multiple Sklerose oder die Behandlung von Diabetes mellitus Typ 1 (Haller et al. 2013; Gratwohl et al. 2002).
Eine wichtige Voraussetzung für die Transplantation allogener Stammzellen (d. h. Stammzellen von einem anderen Individuum) ist die Rekrutierung eines Spenders mit ähnlichem oder gleichem HLA-Typus. Aufgrund des genetischen Hintergrundes liegt die Chance, dass ein Geschwister völlig identisch ist, bei 25 %. Dies stellt den Idealfall eines Stammzellspenders dar. Die überwiegende Mehrheit ist allerdings auf öffentliche weltweite freiwillige Stammzellregister angewiesen, die aktuell über 25 Mio. registrierte freiwillige Spender aufführen [www.bmdw.org]. Bei Westeuropäern liegt die Chance, einen passenden Spender zu finden, bei 75 %, bei vielen ethnischen Gruppen liegt diese, trotz dieses immensen Spenderpools, aufgrund des HLA-Polymorphismus nicht höher als 20–30 % (Rubinstein 2006; van Rood und Oudshoorn 2008). Öffentliche Nabelschnurblutbanken wurden nicht zuletzt aus diesem Grund gegründet, um vermehrt ethnische Minoritäten einschließen zu können.
Im Gegensatz zu embryonalen Stammzellen, bei deren Gewinnung ein Embryo zerstört werden muss, stellt die Gewinnung von Nabelschnurblutstammzellen kein ethisches Dilemma dar. Die Entnahme, Verarbeitung und Einlagerung ist für Mutter und Kind ohne Risiko. Dies ist sicher mit ein Grund für das zunehmende Interesse, auch an nicht hämatologischen Indikationen.
Bereits 1988 wurde die erste Nabelschnurbluttransplantation unter Geschwistern durchgeführt. Dabei wurden die hämatopoietischen Stammzellen der Schwester nach HLA-Typisierung dem kleinen Bruder transplantiert, der an einer Fanconi-Anämie litt (Gluckman et al. 1989).
Bis heute sind weltweit weit mehr als 25.000 weitere erfolgreiche allogene Nabelschnurbluttransplantationen erfolgt. Der Trend ist zunehmend mit bereits über 4.000 jährlichen Nabelschnurbluttransplantationen.
Es konnte gezeigt werden, dass die Menge der Stammzellen, die nach der Geburt aus Nabelschnurblut gewonnen wird, ausreicht, um das gesamte Knochenmark eines Kindes oder eines kleinen Erwachsenen zu ersetzen.
Dabei hat die Nabelschnurbluttransplantation seit der Einführung von sog. „double cords“ (2 Nabelschnurblutspenden werden gleichzeitig transplantiert) auch bei Erwachsenen zugenommen. Die Strategie einer höheren Zelldosis, um eine ausreichende Menge an CD34+-Zellen zu erhalten, konnte in einer Studie von Barker et al. (2005) bestätigt werden, die zeigte, dass im Vergleich mit „single cords“, nach einem Jahr ein besseres „engraftment“ stattgefunden hat, mit 70 % „krankheitsfreiem Überleben“ der Patienten.
Im Vergleich zu anderen Quellen von hämatopoietischen Stammzellen zeigen Nabelschnurblutstammzellen sowohl logistische wie klinische Vorteile:
  • schnellere Verfügbarkeit und somit Transplantation von kryopräservierten Nabelschnurblutstammzellen im Vergleich zu Knochenmark, die im Schnitt zwischen 25 und 36 Tagen früher liegt (Barker et al. 2002);
  • größerer Spenderpool, da 1–2 HLA-Mismatches toleriert können.
  • geringere Inzidenz und Schweregrad von akuter und chronischer GvHD (GvHD ist eine schwere Abwehrreaktion der transplantierten Immunzellen des Spenders gegenüber dem Empfänger);
  • geringeres Risiko, infektiöse Erkrankungen zu übertragen;
  • kein Riskio für den Spender;
  • höhere Chance an seltenen Haplotypen, da auch ethnische Minoritäten eingeschlossen werden können (Gluckman und Rocha 2009).
Bei der Knochenmarktransplantation von einem Fremdspender entsteht i. d. R. eine erhebliche zeitliche Verzögerung, bis die Suche, die Vorabklärungen und die eigentliche Knochenmarkspende abgelaufen sind. Im Gegensatz dazu ist das Nabelschnurbluttransplantat aus einer Nabelschnurblutbank jederzeit abrufbar; die durchschnittliche Zeit bis zur Verfügbarkeit beträgt 13,5 Tage (Grewal et al. 2003).
Die akute GvHD kann als Immunreaktion nach einer Stammzelltransplantation auftreten. Dabei wird als einer der auslösenden Faktoren eine Zytokinfreisetzung postuliert. Es ist anzunehmen, dass Transplantationen mit Nabelschnurblut weniger akute und chronische GvHD auslösen im Vergleich zu adulten Stammzellen, da Letztere eine höhere Anzahl an aktivierten T-Zellen aufweisen. Dies ist auch der Ansatz, der es erlaubt, mehr Mismatches bei der Nabelschnurblut-Stammzelltransplantation zu akzeptieren.
Studienbox
Eapen et al. (2007) verglichen in einer retrospektiven Studie das Outcome von transplantierten Kindern <16 Jahren, die an Leukämie erkrankt waren. Obwohl bei den Nabelschnurbluttransplantationen im Vergleich zu Knochenmark mehr Mismatches akzeptiert wurden (1–2 Mismatches), war die Rate des krankheitsfreien Überlebens in beiden Gruppen gleich. Im Subgruppenvergleich der komplett gematchten Transplantationen zeigte sich nach 5 Jahren ein deutlicher Vorteil von Nabelschnurblut gegenüber Knochenmark.
Ähnliche vergleichende Studien wurden auch bei erwachsenen Stammzellempfängern durchgeführt. Die Resultate zeigten ein verzögertes Engraftment, aber eine gleiche Rate an leukämiefreiem Überleben (Rocha et al. 2004).
In einer Metaanalyse fanden sich keine Unterschiede in der transplantationsassoziierten Mortalität und dem leukämiefreien-Überleben (Hwang et al. 2007).
Somit steht auch Erwachsenen bei fehlendem HLA-kompatiblen Knochenmarkspender eine valable Option zur Verfügung, bzw. es sollte von Anfang an bei der Suche nach einem geeigneten Spender auch das Nabelschnurblutspenderegister in Betracht gezogen werden, um einen Zeitverlust zu vermeiden (Gluckman und Rocha 2009).
Nabelschnurblut hat durch die Unreife theoretische Vorteile; die Transplantate sind angereichert mit primitiven Stammzellen/Vorläuferzellen, welche nach der Transplantation durch eine rasche Expansion das Knochenmark ersetzen. Diese Vorteile sollten den Nachteil wettmachen, dass das Nabelschnurblut absolut gesehen weniger Stammzellen aufweist im Vergleich zu Knochenmark (Gluckman et al. 2004).
Nabelschnurblut kann nach der Geburt und nach Abnabelung schmerzfrei und ohne Nachteile für Mutter und Kind gewonnen werden. Dies zeigt auch die hohe Akzeptanz der Nabelschnurblutentnahme bei schwangeren Frauen, wie wir in eigenen Untersuchungen nachgewiesen haben (Wagner et al. 2013).
Nach Überprüfung von Qualität, Keimfreiheit und Gewebstyp des Nabelschnurblutes kann dieses kryopräserviert und in flüssigem Stickstoff über Jahre gelagert werden (Abb. 1). Die Anzahl potenzieller Spender ist fast unbegrenzt groß; insbesondere können auch Bevölkerungsgruppen mit seltenen Gewebstypen, die in Knochenmarkspenderegistern untervertreten sind, als Spender eingeschlossen werden.
Ein wesentlicher Nachteil des Nabelschnurblutes als Quelle für Stammzelltransplantationen ist die begrenzte Menge der Zellen im Nabelschnurblut, die etwa 1/10 der Menge des Knochenmarks entspricht. Dies führt v. a. bei erwachsenen Empfängern zu einem größeren Risiko, dass die Transplantation fehlschlägt, oder aber zu einer verzögerten hämatologischen Antwort und einer verlängerten Immunsuppression. Eine Möglichkeit, diesen Nachteil zu kompensieren, ist die Vermehrung der Stammzellen in Kultur (Abb. 2). Die am meisten fortgeschrittenen Strategien zur Ex-vivo-Expansion verfolgen die Kultur mit wachstumsstimmulierenden Zytokinen, die Co-Kultur mit mesenchymalen Stammzellen und die Notch-Liganden-gesteuerte Expansion (Norkin et al. 2013).
Die Expansion mit verschiedensten Wachstumfaktoren zeigte leider bis dato keine befriedigenden Resultate, v. a. kein verbessertes Angehen des Transplantates oder eine beschleunigte Immunrekonstitution (Hofmeister et al. 2007). Weiter fortgeschritten ist die Co-Kultivierung der hämatopoietischen Stammzellen mit mesenchymalen Stammzellen. In einer Phase-I-Studie konnte ein verkürztes Intervall der Neutrophilen- und Thrombozytenrekonstitution festgestellt werden (De Lima et al. 2010). Bei der Notch-Liganden-gesteuerten Expansion wird auf die Tatsache zurückgegriffen, dass diese eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Wachstums von Stammzellen spielen. In einer Phase-I-Studie konnte dann auch gezeigt werden, dass die Neutrophilenrekonstitution um 10 Tage verkürzt war (Delaney et al. 2010).

Geburtshilfliche Aspekte der Nabelschnurblutentnahme

Aus geburtshilflicher Sicht gibt es mehrere Aspekte, die im Hinblick auf die Gewinnung von Stammzellen aus Nabelschnurblut relevant sind. Mehrere prä- und perinatale Faktoren beeinflussen die Stammzellmenge, die mit einer Nabelschnurblutspende gewonnen werden können. Einer der wichtigsten Faktoren, die den Stammzellgehalt beeinflussen, ist das Volumen (Goecke et al. 2008; Backhaus 2010). Ferner wird ein höherer Stammzellgehalt bei höherem Gestationsalter bei Geburt (McGuckin et al. 2007) gemessen. Perinatale Faktoren wie das Geburtsgewicht (Mancinelli et al. 2006), aber auch gestationsbedingte Pathologien wie Präeklampsie (Goecke et al. 2008; Backhaus 2010) oder Gestationsdiabetes (Goecke et al. 2008; Backhaus 2010) wirken sich auf den Stammzellgehalt aus. Ein wichtiger Faktor für einen hohen Stammzellgehalt bezieht sich auf den peripartalen Stress. Vaginaloperativ beendete Geburten weisen einen signifikant höheren Gehalt an Stammzellen auf (Manegold et al. 2009).
Während all diese Faktoren einen signifikanten Einfluss haben, sind sie jedoch i. d. R. wenig bis gar nicht beeinflussbar.
Der Zeitpunkt der Abnabelung ist Gegenstand laufender Diskussionen. Schon alte Studien haben gezeigt, dass der Zeitpunkt der Abnabelung die Menge an Fetalblut, die in der Restnabelschnur und Plazenta verbleibt, signifikant beeinflusst. Gleichzeitig wird damit natürlich auch die im Neugeborenen nach Abnabelung verbleibende Blutmenge verändert (Yao et al. 1969).
Die ACOG hat deshalb auch ein Statement-Paper veröffentlicht; aktuell gibt es keine Evidenz, die für eine Spätabnabelung (also nach 30–60 s) in ressourcenreichen Ländern spricht. Es zeigen sich insbesondere keine Unterschiede beim den gemessenen Apgar- oder pH Werten. Bei Frühgeborenen jedoch hat die Spätabnabelung einen gewichtigen Vorteil, im Sinne einer Senkung der postpartalen intraventrikulären Hämorrhagie (ACOG 2012). Wir selbst haben in Studien gezeigt, dass sich die Entnahme von Nabelschnurblut vor der Plazentaausstoßung günstig auswirkt und damit die Menge von Nabelschnurblut signifikant vermehrt werden kann, und zwar sowohl bei vaginaler Geburt (Surbek et al. 1998) wie auch bei der Sectio caesarea (Surbek et al. 2000). Dieser Entnahmetechnik sollte demnach bei der Entnahme den Vorzug gegeben werden (Abb. 3).
Bei der Vorabklärung zur Nabelschnurblutspende muss – analog zu einer Blut- oder Organspende – eine Spenderevaluation durchgeführt werden. Dazu gehört der anamnestische Ausschluss von Risiken für mit der Spende übertragbare Erkrankungen, insbesondere Infektionen (Hepatitis B, C, HIV, HTLV I/II u. a.) und vererbbare Erkrankungen, die das hämatopoietische System betreffen.
Der Ausschluss übertragbarer Infektionen wird mittels einer mütterlichen Serologie zum Zeitpunkt der Geburt durchgeführt.
Eine ausführliche Information und Aufklärung der Spendereltern, inklusive Eiinholen einer schriftlichen Einverständniserklärung, gehört selbstverständlich dazu.
Wichtig ist dabei auch, dass die Eltern verpflichtet werden, alle ernsthaften Erkrankungen des Kindes, die in den Folgejahren auftreten, dem Kinderarzt oder der Nabelschnurblutbank zu melden.

Nabelschnurblutbanken

Öffentliche Nabelschnurblutbanken

Zunehmend mehr Krankenhäuser bieten die öffentliche Nabelschnurblutspende an. Weltweit sind aktuell über 130 öffentliche Nabelschnurblutbanken in vielen Ländern mit mehr als 600.000 allogenen Nabelschnurblutspenden registriert (www.bmdw.org, www.worldmarrow.org) und ermöglichen den über 300 internationalen Transplantationszentren den Zugang zu geeigneten Transplantaten. Alle öffentlichen Nabelschnurblutentnahmezentren wie auch -banken sind an standardisierte Entnahme- und Einlagerungsprotokolle gebunden (Netcordfact) und garantieren einen höchsten Sicherheitsstandard. Dazu gehören die Zellzahlbestimmung des Transplantates, HLA-Typisierung und aktuelle Serologien der Mutter.
Auch wirtschaftliche Fragen bezüglich der Rentabilität einer Nabelschnurblutbank können nicht mehr außer Acht gelassen werden. Schätzungen gehen von einem Bedarf an allogenen Nabelschnurbluttransplantaten von 9:100.000 Einwohner aus (Gluckman und Rocha 2009). Viele Banken lagern vornehmlich Einheiten mit mehr als 120 ml ein, was einer minimalen Zellzahl von 150×107 entspricht. Auswertungen der WMDA zeigen eindrücklich, dass die am meisten selektionierten Transplantate eine Zellzahl >200×107 aufwiesen (www.wmda.com).
Die Einlagerung von Nabelschnurblut in eine öffentliche Bank wird über Spenden und Drittmittel finanziert und ist deshalb in aller Regel kostenbefreit.

Private Nabelschnurblutbanken

In den privaten Banken wird das Nabelschnurblut für den Spender oder dessen Verwandten aufbewahrt. Diese Banken finanzieren sich aus den Gebühren, die für die Einlagerung bezahlt werden. Die erste autologe Nabelschnurblutbank, CorCell Companies, wurde 1995 in Philadelphia, Pennsylvania (USA) gegründet. Heutzutage sind private Nabelschnurblutbanken praktisch in allen Teilen der Welt etabliert, mit Ausnahme von Italien und Spanien, wo private Nabelschnurblutbanken verboten sind. Weltweit sind heute in privaten Banken geschätzte 1,5 Millionen eingelagerte autologe Nabelschnurblutspenden registriert (Sullivan 2008).
Die Transplantation von autologen Nabelschnurblutstammzellen wurde in Einzelfällen erfolgreich bei Leukämien, Lymphomen und Neuroblastomen durchgeführt (Ferreira et al. 1999; Fruchtman et al. 2004). Allerdings haben autologe Stammzelltransplantationen bis heute nur einen kleinen oder keinen Stellenwert in der Behandlung von genetischen Knochenmarkerkrankungen, Hämoglobinopathien, Immundefizitsyndromen und metabolischen Störungen. So haben privat eingelagerte Nabelschnurblutspenden bislang nur eine geringe Relevanz für die Therapie dieser Krankheiten. Allerdings ist in der Zukunft, v. a. in der regenerativen Medizin mit einem Anstieg zu rechnen. Aktuelle Schätzungen gehen demnach von einem lebenslangen Bedarf einer autologen Transplantation von 1:400 aus. (Nietfeld et al. 2008).

Hybrid-Banking

Einen neuen Weg beschreibt das sog. Hybridmodell. Dahinter steht das Prinzip, sowohl für den Eigenbedarf als auch für die öffentliche Bank Stammzellen einzulagern. Dabei wird die Nabelschnurblutspende HLA-typisiert und den öffentlichen Donor-Registern zur Verfügung gestellt. Bei Bedarf wird die Nabelschnurblutspende freigegeben. Die autologe Einlagerung mit Spenderoption löst möglicherweise das Dilemma zwischen dem derzeit wissenschaftlich eher zurückhaltend eingestuften Nutzen einer autologen Stammzellspende und dem Wunsch der Eltern, ihrem Kind „etwas Gutes“ zu tun. Dies kann auch zu einer signifikanten Erhöhung der zur Verfügung stehenden Transplantate beitragen.

Neue Entwicklungen im Bereich der Stammzellforschung

Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Stammzellforschung gehen weg von einer ausschließlich hämatozentrischen Sichtweise hin zu einer auf regenerative Medizin fokussierten Therapie. Dies zeigt sich auch in der Summe an nicht hämatologischen Studien mit Nabelschnurblutstammzellen, die weltweit durchgeführt werden. Von insgesamt 271 Studien, davon 171 relevant, haben 31 eine nichthämatologische Fragestellung (Ilic et al. 2012).
Stammzellen können sich unter speziellen Konditionen in unterschiedliche Zellarten differenzieren, beispielsweise in Herzmuskel-, Knochen- oder Inselzellen des Pankreas. Diese sog. Zellplastizität steht dem früheren Dogma entgegen, welches besagte, dass sich Gewebsstammzellen nur in organspezifische Zellen differenzieren (Lagasse et al. 2000; Rovo und Gratwohl 2008).
Die Plastizität und Multipotenz adulter Stammzellen könnte in Zukunft dazu führen, dass auch autologe Stammzellen aus Nabelschnurblut im Bereich der regenerativen Therapie (Zell- und Organersatz) für verschiedenste Indikationen therapeutisch eingesetzt werden.
Mesenchymale Stammzellen, die im Nabelschnurblut in kleineren und in der Wharton-Sulze in größeren Mengen vorkommen, werden in Zukunft möglicherweise ihren Platz in der regenerativen Medizin einnehmen (Breymann et al. 2006; Wagner und Surbek 2009). Mit eigenen experimentellen Studien haben wir kürzlich zeigen können, dass diese Zellen sich in Zellkulturen nicht nur in funktionelle Knochen-, Knorpel- und Muskelzellen, sondern insbesondere auch in verschiedene Hirnzellen verwandeln lassen (Portmann-Lanz et al. 2010). Während die immunologischen Eigenschaften die gleichen wie bei mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark sind, ist der Aufwand zur Gewinnung aber erheblich geringer. Die Ex-vivo-Expansion ist einfach und sehr effizient (Wagner und Surbek 2009). Gerade deswegen eignen sie sich ausgezeichnet für die Therapie degenerativer Hirnkrankheiten des Neugeborenen.
Die Zerebralparese bzw. die periventrikuläre Leukomalazie, eine unheilbare Erkrankung mit lebenslanger Behinderung, betrifft v. a. die kleinsten frühgeborenen Kinder. In einem Tiermodell konnten wir in unserem eigenen Forschungslabor jetzt nachweisen, dass mittels Stammzelltransplantation aus Nabelschnurblut die Regeneration der neonatalen frühgeburtsbedingten Hirnschädigung verbessert wird (Schoeberlein et al. 2011).
Aktuelle Studien konzentrieren sich bei nicht hämatologischer Indikation auf die regenerative Medizin; hier ist der Einsatz v. a. in der Therapie nach Herzinfarkt und das „tissue engineering“ von autologen Herzklappen weit fortgeschritten (Weber et al. 2012a, b).
Der Vorteil von Nabelschnurblutstammzellen könnte auch darin liegen, dass bereits vorgeburtlich diagnostizierte Vitien einer frühen postpartalen Therapie zugänglich würden. Dabei könnten theoretisch bereits vor der Geburt Ersatzklappen gezüchtet und nach der Geburt herzkranken Kindern implantiert werden.
Ein weiterer wichtiger Forschungsschwerpunkt liegt in der Therapie des Diabetes mellitus. Kinder mit Typ-1-Diabetes, die mit autologem Nabelschnurblut behandelt wurden, hatten nach 6 Monaten einen niedrigeren HbA1c-Wert und benötigten weniger Insulin. Allerdings kam es im Langzeitverlauf trotzdem zu einer Abnahme des C-Peptides (Haller et al. 2013).
Viele Studien beschäftigen sich auch mit metabolischen Störungen, hier insbesondere Mukopolisacharidosen und lysosomale Störungen (Wynn 2011).
Prinzipiell zeigt sich Nabelschnurblut als reiche Quelle von hämatopoietischen Stammzellen mit regenerativem Potenzial v. a. bei Erkrankungen wie Leukämie. Bei nichthämatologischen Indikationen zeigt sich bislang eine Verbesserung der Symptome, aber bis heute konnte noch keine definitive Heilung erreicht werden.
Auch andere Teile des Schwangerschaftsproduktes wie Plazentagewebe und auch Amnionflüssigkeit werden in zunehmendem Maße als Quellen für Stammzellen beforscht.
Praxistipp
Aus ethischer Sicht ist es wichtig, dass den werdenden Eltern keine falschen Hoffnungen mit der (privaten) Einlagerung von Stammzellen aus dem Nabelschnurblut ihres Kindes gemacht werden. In jedem Fall ist zu berücksichtigen, dass sich Eltern während der Schwangerschaft in einer speziellen Situation im Bezug auf Entscheidungen für ihr Kind befinden und damit besonders zugänglich für emotionale Argumente sind. Dies begründet die Forderung nach besonderer Vorsicht bei der Aufklärung und Mäßigung beim Marketing des autologen Bankings durch private Nabelschnurblutbanken.
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