Stammzelltherapie

Signale fürs Leben

Von Nicola von Lutterotti
17.06.2022
, 14:22
Im Blut schlummern lebensrettende Zellen und Moleküle.
Ein dreijähriges Mädchen steht am Abgrund. Die Diagnose: schwerer Lungenhochdruck. Die Eltern sind verzweifelt, Ärzte und Forscher greifen zum rettenden Strohhalm: Eine Stammzelltherapie.
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Ein zerbrechliches dreijähriges Mädchen bekommt die Diagnose Lungenhochdruck. Stark fortgeschritten. Medikamente helfen nicht, ihre letzte Chance: Lungentransplantation. Die vorletzte Chance steht in keinem Lehrbuch, für viele ist sie eine seit Jahren angekündigte, aber utopische Option – für einige Wissenschaftler und Ärzte der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) ein realistischer Ausweg: Stammzelltherapie.

Nun, drei Jahre später, führt das Mädchen ein normales Leben – ohne Spenderlunge, aber mit Stammzelltherapie. Der Kinderkardiologe Georg Hansmann und die anderen Ärzte wollen zwar noch nicht von einer Heilung sprechen, denn bei der Erkrankung der kleinen Patientin handelt es sich um eine besonders schwerwiegende Form von Lungenhochdruck, die üblicherweise in Schüben verläuft und daher früher oder später wieder ausbrechen kann. Dennoch ist die bisherige Genesung des Mädchens ein grandioser Erfolg der regenerativen Medizin, über den in der Zeitschrift „Nature Cardiovascular Medicine“ nachzulesen ist.

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Als sich die Eltern der kleinen Jenny (Name von der Redaktion geändert) im Januar 2019 an die Hannoveraner Ärzte wandten, hatte diese bereits einen zehn Monate währenden Leidensweg hinter sich. Ungewöhnlich klein und zart für ihr Alter, war die kleine Patientin seit rund einem Jahr nicht mehr gewachsen und wog lediglich zwölf Kilogramm. Im Zusammenhang mit Krampfanfällen hatte sie zudem schon zweimal das Bewusstsein verloren und litt wiederholt an Nasenbluten. Wenn ihre gleichaltrigen Kameraden tobten und spielten, musste Jenny zusehen, da sie schon nach kurzer Zeit außer Atem kam. Bei einem standardisierten Belastungstest in der Klinik konnte sie in sechs Minuten auch lediglich 270 Meter zurücklegen, mehr schaffte sie nicht. Dabei gelten selbst 400 Meter für Kinder dieses Alters als wenig.

Es bleibt dann nur noch die Lungentransplantation

Ursächlich für das Leid der damals Dreijährigen war ein seltener genetischer Defekt, der in ihrer Familie bis dahin nicht vorgekommen war, sich also spontan gebildet haben musste. Wie von den wenigen vergleichbaren Fällen bekannt, sind die Lungenschlagadern, die Pulmonalarterien, der Betroffenen aufgrund von schweren Wachstumsstörungen ausgesprochen steif und eng. Dies hat zur Folge, dass der Druck in der Lungenstrombahn ansteigt und die rechte Herzkammer daher beständig gegen einen hohen Widerstand anpumpen muss, um das Blut durch das Atemorgan zu befördern. Bleibt der Lungenhochdruck – im Fachjargon pulmonalarterielle Hypertonie genannt – bestehen oder steigt er noch weiter an, was bei genetisch bedingten Krankheiten für gewöhnlich der Fall ist, verliert das Herz zunehmend an Kraft und streckt irgendwann ganz seine Waffen.

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Dieses Stadium erreicht es umso eher, je früher im Leben es einer derart großen Strapaze ausgesetzt wird. Die Überlebensaussichten von Patienten, die wie Jenny bereits im Kindesalter an Lungenhochdruck erkranken, sind daher auch besonders düster. Im fortgeschrittenen Erkrankungsstadium kann nur noch eine Lungentransplantation verhindern, dass die Kreislaufpumpe ganz versagt. Diese Option ist freilich alles andere als ideal. Denn zum einen haben transplantierte Lungen eine begrenzte Lebenszeit, und zum anderen muss das Immunsystem dabei beständig unterdrückt werden, damit der Körper das fremde Organ nicht abstößt. Kinder und insbesondere auch Jugendliche dazu zu bringen, Ta­bletten konsequent einzunehmen, kann aber eine Herausforderung darstellen.

Mikroskopische Aufnahme der kultivierten menschlichen mesenchymalen Stammzellen aus der Spender-Nabelschnur, deren Stammzellprodukte im konditionierten Medium für diesen Therapieansatz verwendet wurden.
Mikroskopische Aufnahme der kultivierten menschlichen mesenchymalen Stammzellen aus der Spender-Nabelschnur, deren Stammzellprodukte im konditionierten Medium für diesen Therapieansatz verwendet wurden. Bild: Ralf Hass, MHH-Frauenklinik

Bei Jenny hatten die Ärzte bereits eine Lungentransplantation in Erwägung gezogen. Bevor sie allerdings diesen Schritt gehen wollten, versuchten sie, der kleinen Patientin mit Medikamenten zu helfen. Schon bald zeigte sich gleichwohl, dass der medikamentösen Therapie enge Grenzen gesetzt waren. Denn einige Mittel gegen Lungenhochdruck erweitern nicht nur die Arterien im Atemorgan, sondern auch jene im Körperkreislauf und senken damit den Blutdruck. Da Jennys Blutdruck aber bereits sehr niedrig war, konnten die Ärzte dem Kind nicht die wirkstärksten Mittel verabreichen. Auch aus diesem Grund zeigte die medikamentöse Therapie nur wenig Erfolg. Sie konnte das Herz zwar etwas entlasten, doch gelang es damit nicht, das Fortschreiten der Erkrankung aufzuhalten. Die Notwendigkeit einer Lungentransplantation war daher nur in etwas weitere Ferne gerückt, lag aber weiterhin in Sichtweite.

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Das Rätsel um die heilsame Wirkung mesenchymaler Stammzellen

„Die Vorstellung, dass ihre Tochter eine solche Operation über sich ergehen lassen muss, war für die Eltern nur schwer erträglich“, sagt Hansmann. „Sie wollten nichts unversucht lassen, um ihrem Kind diesen Schritt zu ersparen, zumal sie wussten, dass eine transplantierte Lunge nicht lange überdauert.“ Er habe es in der Tat erst selten erlebt, dass eine fremde Lunge zehn Jahre nach der Transplantation noch problemlos arbeitet. Dabei sei das Lungentransplantationszentrum in Hannover das größte Europas. Wie er berichtet, waren die verzweifelten Eltern schon kurz davor, mit ihrer Tochter nach China zu fliegen. „Sie erzählten mir von einer Klinik, an der Patienten mit Lungenhochdruck angeblich erfolgreich mit Stammzellen behandelt würden.“ Um der Sache auf den Grund zu gehen, habe er einen in Peking tätigen Kollegen gebeten, sich nach der besagten Klinik zu erkundigen. Dabei zeigte sich, dass diese gar nicht registriert ist. „Daraufhin war der Plan gestorben“, sagt Hansmann.

Auf Bitten der Eltern willigten die Hannoveraner Ärzte schließlich ein, selbst einen Therapieversuch mit Stammzellprodukten zu wagen. Ihre Wahl fiel auf sogenannte mesenchymale Stammzellen, da diese bereits in anderen medizinischen Bereichen schon länger zum Einsatz kommen und auch von Kindern gut vertragen werden. Besonders bewährt haben sie sich zur Behandlung von Patienten mit „Graft-versus-Host-Erkrankung“. Hiervon spricht man, wenn sich gespendete Knochenmarkzellen – genauer, die hieraus hervorgegangenen Immunzellen – gegen das Gewebe des Empfängers richten und dieses zerstören. Erhöht ist das Risiko für solche Abstoßungsreaktionen bei Leukämiekranken, deren eigene blutbildende Zellen im Knochenmark mit solchen eines gesunden Spenders ersetzt wurden. Weshalb die mesenchymalen Stammzellen in dem Fall oft heilsame Wirkungen entfalten, lässt sich noch nicht mit Sicherheit sagen. Eine wichtige Rolle scheint dabei ihr Einfluss auf das Immunsystem zu spielen.

Als sich abzeichnete, dass die vielen Tabletten und Inhalationen das Schicksal des kleinen Mädchens nicht maßgeblich zu bessern vermochten, nahmen die Hannoveraner Forscher die Stammzelltherapie in Angriff. Zugute kam ihnen dabei, dass einige von ihnen bereits Erfahrungen mit dieser Behandlungsmethode gesammelt hatten, wenngleich vornehmlich bei Tieren. Auf der Suche nach geeigneten mesenchymalen Stammzellen wurden Hansmann und seine Kollegen schon bald fündig, und das in der Familie des kranken Kindes. So erhielt Jenny im August 2019 eine kleine Schwester, was den Ärzten die Gelegenheit bot, aus der Nabelschnur des neugeborenen Kindes eine Fülle der winzigen Heilsbringer zu isolieren. Diese ist nicht nur eine besonders ertragreiche und leicht zugängliche Quelle von mesenchymalen Stammzellen. Die hieraus gewonnenen Stammzellen scheinen zudem noch besser zu wirken als jene aus dem Knochenmark. Hierfür sprechen die Erkenntnisse des Biochemikers Ralf Hass, eines der Ko-Autoren der aktuellen Veröffentlichung. Unabhängig vom Ursprungsort, haben mesenchymale Stammzellen zudem einen großen Vorteil: Anders als ausgereiftes Gewebe versetzen sie das Immunsystem des Empfängers nicht in Alarmbereitschaft, erzeugen also keine Abstoßungsreaktionen, und rufen auch sonst meist keine Nebenwirkungen hervor.

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Die heilsame Kraft der Signalmoleküle

Da frühere Versuche, den lahmenden Reparaturprozessen des Körpers mithilfe von Stammzellen auf die Sprünge zu helfen, größtenteils gescheitert sind, versuchten Hansmann und seine Kollegen ihr Ziel auf anderen Wegen zu erreichen. So beschlossen sie, die kleine Patientin mit dem Überstand der Kulturen, in denen die Stammzellen gewachsen waren, zu behandeln, ihr also nicht die intakten Zellen zu verabreichen. Denn verschiedenen Beobachtungen zufolge beruhen viele günstige Effekte einer Stammzelltherapie nicht etwa auf dem bloßen Ersatz des angeschlagenen Gewebes.

Heilsame Kraft üben vielmehr auch die von den Stammzellen abgesonderten Signalmoleküle aus. Eine weitere Besonderheit des Vorgehens von Hansmann und seinen Kollegen: Anders als gemeinhin üblich, nahmen sie die Therapie nicht nur einmal vor. Vielmehr behandelten sie Jenny insgesamt fünfmal, und das an unterschiedlichen Tagen und nicht in einem Schub, wie meist üblich, sondern über einen Zeitraum von je einer Stunde. Bei Tieren gewonnene Erkenntnisse sprachen dafür, dass eine wiederholte Anwendung bessere Ergebnisse erzielt als eine einmalige.

Was dann geschah, hatten weder die Forscher noch die Eltern zu hoffen gewagt: Innerhalb von drei Monaten legte Jenny, die seit zwölf Monaten nicht gewachsen war, ganze zehn Zentimeter zu. Damit einhergehend besserte sich ihr Befinden, und sie hatte einen sehr viel längeren Atem. Im Belastungstest schaffte sie nunmehr fast 500 Meter in sechs Minuten – beinahe doppelt so viel wie zuvor. Eingehende körperliche Untersuchungen bestätigten, was der erste Eindruck nahelegte. So war Jennys Lungengefäßdruck merklich gefallen, ihr Herz hatte sich fast vollständig erholt, und der Blutstrom in ihren Lungenarterien stockte nicht mehr, sondern erschien völlig normal.

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Im Nabelschnurgewebe von Jennys Schwester und anderen Säuglingen suchten die Wissenschaftler dann nach Antworten auf die Frage, wie die verschiedenen Stammzellprodukte zur Genesung des schwerkranken Mädchens beigetragen haben könnten. Ihre Erkenntnisse legen den Schluss nahe, dass die Kombination der Signalmoleküle, also der gesamte Wirkstoffcocktail, die Gesundung in die Wege geleitet haben dürfte. So wirken einige Stammzellproteine Entzündungen entgegen, andere versorgen die Kraftwerke der Herzmuskelzellen mit frischer Energie, und wieder andere unterstützen die Wundheilung und verhindern, dass beschädigte Zellen vernarben.

Nach den vielen Rückschlägen erscheint es fast so, als ob die Stammzelltherapie ihre Heilsversprechen doch noch einlösen könnte, zumindest teilweise. In der Fachwelt hat der in „Nature Cardiovascular Medicine“ veröffentlichte Bericht aus Hannover Begeisterung ausgelöst. „Ich halte diese Arbeit in vielerlei Hinsicht für bahnbrechend“, erklärt Stella Kourembanas, leitende Pädiaterin am Boston Children’s Hospital und Stammzellforscherin an der Harvard Medical School in Boston, auf Anfrage. „Das darin beschriebene Verfahren könnte sich für die Therapie vieler Formen von Lungenhochdruck eignen, aber auch für die Behandlung von anderen entzündungsbasierten Krankheiten. Der zellfreie Ansatz, wie ihn Hansmann und seine Kollegen gewählt haben, ist nach meinem Dafürhalten besonders aussichtsreich.“

Am besten beschreiben lässt sich der gute Ausgang des Therapieversuchs mit den Worten von Jennys Mutter, die sie an ihre Ärzte richtete: „Unsere Tochter ist nicht zu bremsen, wir sind überglücklich. Ein Nachbar hat vor Kurzem gefragt, ob Jenny ein neues Medikament erhält, denn sie würde derart herumflitzen.“ Dass das Kind so gut auf die Therapie ansprechen und sie obendrein so problemlos vertragen würde, war freilich nicht selbstverständlich. „Bei der ersten Behandlung hatten wir große Bedenken. Wir haben uns gesagt, was ist, wenn das Kind einen allergischen Schock erleidet oder es zu einer anderen schweren Komplikation kommt? Das wäre eine Katastrophe gewesen“, gibt der Kinderkardiologe zu.

Als bedauerlich bezeichnet er es zugleich, dass sie das therapeutische Verfahren, das sie mit eigenen Forschungsgeldern finanziert haben, derzeit keinen weiteren Patienten anbieten können. „Allein die Materialien schlagen mit etwa 60 000 Euro zu Buche, die vielen Arbeitsstunden nicht eingerechnet“, erklärt Hansmann den Grund für den vorläufigen Behandlungsstopp. Das Zentrum für Pulmonale Hypertonie im Kindesalter an der MHH stehe aktuell an einem Scheideweg, sagt der Arzt. Denn um das Verfahren weiterzuentwickeln, seien signifikante Investitionen erforderlich. Nur so lasse sich prüfen, ob die Genesung von Jenny ein einzelner großer Glücksfall war oder ob auch andere Patienten von dem Verfahren profitieren können.

Quelle: F.A.Z.
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