Parkinson ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die Millionen Menschen weltweit betrifft. Sie ist durch das Absterben von Dopamin-produzierenden Nervenzellen im Gehirn gekennzeichnet, was zu motorischen und nicht-motorischen Symptomen wie Zittern, Muskelsteifheit und verlangsamter Bewegung führt. Obwohl Medikamente die Symptome lindern können, gibt es derzeit keine Heilung für Parkinson. Die Forschung im Bereich der Stammzelltherapie bietet jedoch neue Hoffnung für die Behandlung dieser Krankheit.
Parkinson: Eine fortschreitende Erkrankung
Im Jahr 2018 erhielt Gunther Wilmes im Alter von 59 Jahren die Diagnose Parkinson. Parkinson ist die häufigste neurodegenerative Erkrankung. Ablagerungen von Eiweißen führen zum Absterben von Nervenzellen im Gehirn, die Dopamin produzieren. Der Botenstoff ist wichtig für die Steuerung von Körperbewegungen. Durch den Mangel kommt es oft zu einem unkontrollierten Zittern (Tremor) der Hand und einer Muskelsteifigkeit (Rigor). Weitere Symptome sind eine eingeschränkte Feinmotorik, Tagesmüdigkeit, reduzierte Belastbarkeit, Sprachstörungen und Konzentrationsschwäche bis hin zu Demenz. Die Diagnose erfolgt mit neurologischen Tests und bildgebenden Verfahren. Damit wird auch der Verlauf der Erkrankung beurteilt. Verschlechtere sich der Muskeltonus oder tritt ein Zittern auf, könne man eine Tremor-Analyse durchführen, erklärt Bettina Müller, Neurologin aus Frankfurt. In Abhängigkeit von den Symptomen kann man auch mit einer SEP-Untersuchung messen, ob unterschiedliche Reize verzögert an das Gehirn weitergeleitet werden. Männer haben ein 50 Prozent höheres Risiko, an Parkinson zu erkranken als Frauen. Bei den meisten Betroffenen zeigen sich erste Symptome um das 60. Lebensjahr. Sie können sich mit der Zeit verschlimmern und die Lebensqualität erheblich beeinträchtigen.
Konventionelle Behandlungen und ihre Grenzen
Parkinson-Patienten werden mit einer Dopamin-Ersatztherapie behandelt. Eine wichtige Rolle spielen hier verschiedene Medikamente mit dem Wirkstoff Levodopa (L-Dopa), aber auch sogenannte Dopaminagonisten. Wir versuchen Dopamin, das den Nervenzellen für den Erhalt flüssiger Bewegungen fehlt, von außen zu ersetzen. Und Levodopa gelangt durch die Blut-Hirn-Schranke direkt ins Gehirn, so Dr. Bettina Müller, Neurologin. Symptome können dadurch gelindert und ein Fortschreiten der Erkrankung verlangsamt werden. Die Ursache von Parkinson, das Absterben der Nervenzellen, wird damit aber nicht bekämpft. Bei vielen Patienten verkürzt sich im Laufe der Jahre die Wirkdauer der Medikamente, andere sprechen nicht mehr so gut darauf an. Weitere Medikamente können dann erforderlich werden. Alternativ kann eine tiefe Hirnstimulation in Betracht gezogen werden. Bewegung, Aktivität, Sport und Koordinationsübungen helfen, die Muskulatur zu erhalten sowie Gleichgewicht und Feinmotorik zu trainieren und zu stabilisieren. Bestimmte Eiweiße, die in Fleisch und Milch enthalten sind, können die Aufnahme von Levodopa stören. Erkrankte sollten außerdem auf wenig Zucker und wenig gesättigte Fettsäuren achten. Selbsthilfegruppen in Deutschland bieten Betroffenen und Angehörigen Austausch, Kontakt und Hilfe für das Leben und den Umgang mit der Parkinson-Erkrankung.
Verantwortlich für das Absterben von Nervenzellen in der sogenannten Substantia nigra ist das Protein Alpha-Synuclein, das sich dort übermäßig anlagert. In Studien, zuletzt in zwei klinischen Phase-2-Studien 2022, wurde versucht, diese Ablagerungen mit einer zielgerichteten Antikörper-Therapie zu reduzieren. Die Ergebnisse waren mit Blick auf Symptome und Krankheitsverlauf enttäuschend. Die Therapie führte bei den Studienteilnehmern zu keiner Besserung. Weitere Versuche mit einer veränderten Dosierung der Antikörper sollen folgen. Einige Experten vermuten, dass der Ansatz, Ablagerungen zu reduzieren, zu kurz greift. Demnach müsste der Hebel früher angesetzt werden, damit Ablagerungen im Gehirn gar nicht erst entstehen.
Stammzelltherapie: Ein neuer Ansatz
Weitere Versuche, Parkinson zu heilen, werden im Bereich der Stammzellentherapie unternommen. Hier wird seit den 90-er Jahren und aktuell vor allem in Schweden, USA und Kanada versucht, Dopamin produzierende Neuronen aus Stammzellen zu züchten. Ziel ist es, abgestorbene Nervenzellen und deren Dopaminproduktion durch Zelltransplantation zu ersetzen. Erste Ergebnisse sind vielversprechend. Das Verfahren ist aber noch nicht in einer Phase, die eine Heilung von Parkinson in Aussicht stellt.
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Die Grundlagen der Stammzelltherapie bei Parkinson
Die Stammzelltherapie zielt darauf ab, die durch Parkinson verloren gegangenen Dopamin-produzierenden Neuronen zu ersetzen. Stammzellen sind unspezialisierte Zellen, die sich in verschiedene Zelltypen des Körpers entwickeln können. Bei der Parkinson-Behandlung werden Stammzellen verwendet, um im Labor Dopamin-produzierende Neuronen zu züchten. Diese Neuronen werden dann in das Gehirn des Patienten transplantiert, wo sie die Funktion der abgestorbenen Zellen übernehmen und Dopamin produzieren sollen.
Verschiedene Arten von Stammzellen
Es gibt verschiedene Arten von Stammzellen, die für die Parkinson-Therapie in Frage kommen:
- Embryonale Stammzellen (hES-Zellen): Diese Stammzellen werden aus frühen Embryonen gewonnen und haben die Fähigkeit, sich in jeden Zelltyp des Körpers zu entwickeln. Die Verwendung von hES-Zellen ist jedoch ethisch umstritten, da die Gewinnung der Zellen die Zerstörung des Embryos erfordert.
- Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen): Diese Stammzellen werden aus adulten Körperzellen gewonnen, die in einen embryonalen Zustand zurückversetzt werden. iPS-Zellen haben ähnliche Eigenschaften wie hES-Zellen, ihre Gewinnung ist jedoch ethisch unbedenklicher.
- Mesenchymale Stammzellen (MSCs): MSCs sezernieren eine Vielzahl trophischer (z. B. Prostaglandin E2, TGF-β1, HGF, SDF-1α, Indolamin-2,3-Dioxygenase, IL-4, IL-6, IL-10, SCF, LIF, FGF-2, VEGF, IL-6, EGF, VEGF, Neurotrophin-3 (NT3), SDF-1α, BDNF) und neuroprotektiver Faktoren (z. B. NGF, GDNF, BDNF). Zusätzlich fördern Exosomen von MSCs mit bestimmten Mikro-RNAs (z. B. miR-29a, miR-9, miR-124, miR-145) die Differenzierung zu neuronalen Zellen. Insbesondere der Anstieg von miR-133b, durch Exposition mit diesen Exosomen, fördert die funktionelle Regeneration von Neuronen - sowohl bei Parkinson als auch bei Rückenmarksverletzungen. Das ANOVA-Stammzell-Secretome wird in einem eigens entwickelten Verfahren hergestellt, um die bioaktiven Faktoren hochkonzentriert aufzubereiten. Die Produktion erfolgt nach den neuesten wissenschaftlichen Standards und unter strengster deutscher Qualitätskontrolle.
Klinische Studien und Forschungsergebnisse
Zwei aktuelle Studien, veröffentlicht in „Nature“, zeigen, dass Transplantationen von im Labor gezüchteten Nervenzellen bei Parkinson-Patientinnen und -patienten sicher sind - und in einigen Fällen sogar messbare Verbesserungen bringen können. Beide Studien setzen auf unterschiedliche Stammzelltypen als Ausgangszellen, kommen aber zu ähnlichen, hoffnungsvollen Ergebnissen.
In einer klinischen Phase-1-Studie in den USA testeten Forschende unter der Leitung von Viviane Tabar eine Therapie mit aus Embryonen gewonnenen Stammzellen. Diese Zellen wurden anschließend in das Gehirn von zwölf Parkinson-Patientinnen und -Patienten transplantiert. Nach 18 Monaten waren keine schweren Nebenwirkungen zu beobachten. Es bildeten sich auch keine Tumore. Radiologische Untersuchungen zeigten, dass die Zellen überlebten und Dopamin produzierten. Die Beweglichkeit verbesserte sich vor allem in der Hochdosisgruppe.
Ein anderes Forschungsteam aus Japan um Ryosuke und Jun Takahashi setzte derweil in einer Phase-2-Studie auf induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen). Diese wurden insgesamt sechs Patientinnen und Patienten ins Gehirn transplantiert. Die Teilnehmenden wurden über zwei Jahre beobachtet. Auch hier zeigten sich positive Effekte wie in der Studie von Tabar et al.
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Die Ergebnisse rechtfertigen größere, kontrollierte Studien, um die Wirksamkeit dieser Therapien zu bestätigen. Einige Teilnehmende berichteten über sichtbare Reduktionen von Tremor und anderen motorischen Symptomen. Diese Entwicklungen eröffnen neue Perspektiven für die Behandlung der Parkinson-Krankheit.
Bemdaneprocel: Ein vielversprechendes Zelltherapeutikum
Bemdaneprocel (BRT-DA01) ist ein Zelltherapeutikum, das aus Dopamin-produzierenden menschlichen Neuronen besteht, die aus humanen embryonalen Stammzellen (hES) abgeleitet wurden. Diese Dopamin-produzierenden Neuronen werden in die Putamen-Region des Gehirns implantiert, wo sie die abgestorbenen dopaminergen Neurone ersetzen und hierdurch motorische sowie nicht-motorische Funktionen in betroffenen Patienten wiederherstellen sollen. Bemdaneprocel wird aktuell in einer klinischen Studie der Phase I zur Behandlung von Parkinson-Patienten vom Biotechnologieunternehmen Bluerock Therapeutics LP erprobt, einer Tochterfirma der Bayer AG, die bislang hauptsächlich in den USA tätig war. Erste Ergebnisse dieser klinischen Studie, nach denen keine schwerwiegenden Nebenwirkungen auftraten, wurden kürzlich über die Presse bekanntgemacht. Demnach überlebten die transplantierten Zellen, zudem integrierten sie sich in das Zentralnervensystem der Patienten und zeigten dopaminerge Aktivität, wobei die Transplantation von Bemdaneprocel auch zu einer gewissen Verbesserung des klinischen Bildes führte. Die hier beantragten Forschungsarbeiten dienen der Weiterentwicklung des Herstellungsprozesses von Bemdaneprocel, der begleitend zur klinischen Entwicklung erfolgen soll, und beinhalten ausschließlich unterstützende biotechnologische Prozessentwicklungsarbeiten.
Bayer hat in Berkeley, Kalifornien, USA, eine neue Zelltherapie-Produktionsanlage eröffnet, um Patienten weltweit Zelltherapien anbieten zu können. Die Investition in Höhe von 250 Millionen US-Dollar dient der Herstellung von Material, das für klinische Studien und die potenzielle Markteinführung von BlueRock Therapeutics' Bemdaneprocel (BRT-DA01), einer Zelltherapie, die derzeit für die Behandlung der Parkinson-Krankheit geprüft wird, benötigt wird.
Gentherapie: Ein weiterer vielversprechender Ansatz
Ein anderer Weg könnte die Gentherapie sein. Hier werden aktuell verschiedene Möglichkeiten geprüft, zum Beispiel Gene für bestimmte Enzyme in das Gehirn zu injizieren, die die Nervenzellen anregen, Dopamin zu produzieren. Ein anderer Ansatz: Dopamin produzierende Nervenzellen im Gehirn wieder wachsen zu lassen. Mithilfe der Gentherapie und einem Protein könnte es auch gelingen, schädliche Abläufe in den Nervenzellen zu stoppen. Noch recht neu ist der Ansatz, lebende Nervenzellen genetisch direkt zu verändern und in Dopamin produzierende Zellen umzuwandeln.
Stockholm - Die Injektion von vier Genen in die Basalganglien kann bei Mäusen Gliazellen in dopaminproduzierende Nervenzellen verwandeln, die laut Nature Biotechnology die motorischen Symptome einer zuvor induzierten Parkinson-Erkrankung linderten. Die Forscher haben zunächst menschliche Astrozyten in Zellkulturen mit unterschiedlichen Gene behandelt, um sie in dopaminproduzierende Nervenzellen zu verwandeln. Dies geschah mithilfe von Lenti-Viren, die die Astrozyten infizierten und dabei die Gene entluden, mit denen die Forscher die Lenti-Viren vorher bestückt hatten. Die besten Ergebnisse wurden mit der Kombination aus drei Transkriptionsfaktoren und dem Gen miR218 erzielt, das die Differenzierung von Nervenzellen fördert. Im Labor wurde eine Ausbeute von bis zu 16 Prozent erzielt. Die ehemaligen Astrozyten begannen nicht nur Dopamin zu produzieren, sie waren auch elektrisch in ähnlicher Weise wie Nervenzellen erregbar.
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Herausforderungen und Zukunftsperspektiven
Mit Blick auf die Zukunft ist Einiges in Bewegung. Das führt auch zu vielen Fragen von Seiten der Patienten, sagt Neurologin Bettina Müller. Einige seien gut informiert, die meisten aber müsse sie vertrösten, dass es aktuell noch keine Heilung gebe. Die Forschung ist aber in schnellen Schritten auf dem Weg, neue Therapien zu etablieren. Und ich denke, dass das möglich sein wird!
Obwohl die Stammzelltherapie und Gentherapie vielversprechende Ansätze für die Behandlung von Parkinson darstellen, gibt es noch einige Herausforderungen zu bewältigen:
- Ethische Bedenken: Die Verwendung von embryonalen Stammzellen ist ethisch umstritten.
- Sicherheit: Die Transplantation von Stammzellen kann mit Risiken verbunden sein, wie z.B. der Bildung von Tumoren oder Abstoßungsreaktionen.
- Wirksamkeit: Die bisherigen Ergebnisse der Stammzelltherapie bei Parkinson sind vielversprechend, aber es sind weitere Studien erforderlich, um die langfristige Wirksamkeit der Therapie zu bestätigen.
- Auswahl der Patienten: Die Kriterien für die Auswahl der am besten geeigneten Patienten sind noch nicht klar.
Trotz dieser Herausforderungen ist die Forschung im Bereich der Stammzelltherapie und Gentherapie bei Parkinson vielversprechend. Wenn die Herausforderungen bewältigt werden können, könnten diese Therapien in Zukunft eine Heilung für Parkinson ermöglichen oder zumindest die Symptome der Krankheit deutlich lindern und die Lebensqualität der Betroffenen verbessern.
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