Parkinson ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, von der weltweit Millionen Menschen betroffen sind. Da die durchschnittliche Lebenserwartung in den Industrieländern steigt, nimmt auch die Prävalenz von neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson zu. In den 15 bevölkerungsreichsten Ländern der Welt leben derzeit mehr als vier Millionen Parkinson-Patienten, und es wird erwartet, dass sich diese Zahl bis 2030 mehr als verdoppeln wird. Dies hat zu einem verstärkten Fokus auf die Entwicklung neuer und wirksamerer Behandlungsmethoden geführt, darunter die Stammzelltherapie.
Die Herausforderungen der Parkinson-Behandlung
Morbus Parkinson ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung nach Alzheimer. Sie entsteht, wenn Dopamin-ausschüttende Nervenzellen im Gehirn absterben. Warum und woran diese Neurone zugrunde gehen, ist immer noch unklar.
Der Botenstoff Dopamin spielt eine Schlüsselrolle bei der Weiterleitung von Nervensignalen. Fehlt Dopamin im Gehirn, ist unter anderem die Übertragung von Nervenimpulsen auf Muskelzellen gestört, wie dies bei Morbus Parkinson der Fall ist. Die Folgen: Beweglichkeit und Geschick gehen verloren, es treten Muskelsteifheit und Ruhetremor auf, und die Betroffenen haben Probleme, Bewegungen zu initiieren.
Die herkömmliche Behandlung von Parkinson konzentriert sich auf die Linderung der Symptome durch Medikamente, die den Dopaminspiegel im Gehirn erhöhen. Diese Medikamente können jedoch mit der Zeit an Wirksamkeit verlieren und Nebenwirkungen verursachen. Daher besteht ein dringender Bedarf an neuen Therapien, die die zugrunde liegende Ursache der Erkrankung angehen.
Stammzellen als potenzieller Therapieansatz
Mediziner richten ihre Hoffnungen unter anderem auf eine Therapie mit Stammzellen. Stammzellen haben die einzigartige Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen im Körper zu differenzieren, einschließlich Nervenzellen. Dies macht sie zu einem vielversprechenden Instrument für die Reparatur oder den Ersatz beschädigter oder abgestorbener Zellen im Gehirn von Parkinson-Patienten.
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Bisherige zelltherapeutische Ansätze der Parkinsonkrankheit waren limitiert, da die notwendigen Stammzellen aus Hirngewebe abgetriebener Feten verwendet werden mussten.
Transplantation von dopaminergen Nervenzellen
Ein vielversprechender Ansatz ist die Transplantation von dopaminergen Nervenzellen, die aus Stammzellen gewonnen wurden, in das Gehirn von Parkinson-Patienten. Die Idee ist, dass diese transplantierten Zellen die abgestorbenen oder beschädigten Zellen ersetzen und so die Dopaminproduktion wiederherstellen und die Symptome der Krankheit lindern können.
Bisher werden nur wenige Parkinson-Patienten transplantiert, wobei in festgelegte Gehirnbereiche Transplantate injiziert werden. Bei diesen Transplantationen kommen überwiegend fetale dopaminerge Nervenzellen zum Einsatz, was bedeutet, dass für eine Transplantation mehrere Feten aus Abtreibungen nötig sind. In Deutschland ist dieses Verfahren nicht zugelassen.
Embryonale Stammzellen und induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen)
Embryonale Stammzellen könnten hier entscheidende Vorteile bieten. Ein US-japanisches Team hat Parkinson-Mäuse mit Stammzellen behandelt, die sie zuvor aus geklonten Embryos gewonnen hatten - und nach eigenen Angaben bedeutende Wirkungen erzielt. Die Forscher bedienten sich des bereits bekannten Verfahrens des Zellkerntransfers: Sie nahmen Kerne aus Hautzellen der Mäuse, schleusten sie in zuvor entkernte Eizellen ein und züchteten so Embryos heran, die mit den Mäusen genetisch identisch waren. Aus ihnen gewannen die Forscher insgesamt 187 Stammzelllinien, von denen sie mindestens 20 Prozent dazu bringen konnten, sich in Dopamin produzierende Nervenzellen zu verwandeln.
Jüngste Forschungsergebnisse geben außerdem Anlass zur Hoffnung, dass das künftig gar nicht mehr notwendig sein könnte, da es möglich ist, Körperzellen in Stammzellen umzuprogrammieren. Sie hatten vier Steuerungsgene in die Zellen eingeschleust, nach denen Wissenschaftler schon lange gesucht hatten.
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Inzwischen gibt es auch andere Möglichkeiten, etwa die Herstellung von Nervenzellen aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen). iPS-Zellen werden künstlich zum Beispiel aus Hautzellen hergestellt werden und sich funktionell kaum von embryonalen Stammzellen unterscheiden. Dabei geht es auch ohne embryonale Stammzellen, wie japanische Forscher zeigen konnten. Sie haben erstmals Nervenzellen, die aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) differenziert wurden, in Javaner-Affen transplantiert. Die Forscher um Tetsuhiro Kikuchi von der Kyoto University wollen noch vor Ende die ersten Patienten für eine iPS-Zelltherapie-Studie beim Menschen gewinnen.
Präklinische Studien und erste Erfolge
In präklinischen Studien an Tiermodellen von Parkinson, wie Mäusen und Affen, hat die Stammzelltherapie vielversprechende Ergebnisse gezeigt. So konnten Forscher zeigen, dass die Transplantation von dopaminergen Neuronen, die aus embryonalen Stammzellen reife dopaminerge Neurone entwickelt hatten, die Einschränkungen in der Motorik zu reduzieren vermag. Auch die Symptome bei erkrankten Mäusen wurden durch die Implantation geklonter Zellen gelindert. Bei den Zellen handelte es sich um Dopamin-produzierende Neuronen, die in das Striatum transplantiert wurden, in dem bei Morbus Parkinson dopaminerge Zellen untergehen.
Die transplantierten Dopamin-produzierenden Neuronen überlebten in den Gehirnen der Versuchstiere und blieben aktiv. „Die Tiere zeigten zudem signifikante Verbesserungen in neurologischen Funktionen, etwa spontaner Bewegung“. Dabei spielte es weniger eine Rolle, wie viele iPS-Zellen überlebten. Entscheidender war die Qualität der pluripotenten Stammzellen. Kikuchi und seine Kollegen fanden elf Gene als Qualitätsmerkmal, eines davon Dlk1.
Herausforderungen und Einschränkungen
Ob es sich hier aber um den großen Durchbruch im Kampf gegen Parkinson handelt, wie etwa die britische Zeitung "The Independent" jubelte, bleibt abzuwarten. Denn der Weg vom Mausexperiment zur Therapie am Menschen ist weit - und das gilt ganz besonders, wenn es sich um das komplexeste Organ überhaupt handelt. "Eine wichtige Frage ist, wie sich solche Zellen in das vorhandene Gewebe integrieren", sagte Hescheler im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. "Darüber weiß man noch relativ wenig. Man habe in dieser Hinsicht "schon viele Überraschungen erlebt", etwa bei der Verwendung von Stammzellen am Herzen. "Und da geht es nur um Muskelzellen, die sich zusammenziehen und entspannen müssen", so Hescheler. Im Gehirn aber seien die Zusammenhänge wesentlich komplizierter und die Unterschiede zwischen Maus und Mensch noch größer. "Vieles funktioniert grundsätzlich anders", so Hescheler. Zudem gelte für Parkinson-Experimente an Mäusen grundsätzlich, dass die Krankheit bei den Nagern künstlich hervorgerufen werde. "Schon dadurch ist die Aussagekraft für den Menschen stark begrenzt", meint Hescheler.
Ein weiteres Hindernis der klinischen Anwendbarkeit ist die Tatsache, dass Eizellen von Menschen - anders als solche von Mäusen - ein äußerst seltenes Gut sind. Abgesehen von den technischen Schwierigkeiten dürften auch ethische Debatten drohen, wollte man massenhaft menschliche Embryos für die Parkinson-Therapie erschaffen und durch die Stammzellentnahme wieder zerstören.
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Ein potenzielles Risiko der Stammzelltherapie ist die Möglichkeit der Tumorbildung, wenn sich die transplantierten Zellen unkontrolliert vermehren. Die Forscher arbeiten jedoch an Möglichkeiten, dieses Risiko zu minimieren, beispielsweise durch die sorgfältige Auswahl und Vorbehandlung der Stammzellen.
Eine besonders wichtige Erkenntnis der Studie aus Japan ist darüber hinaus, dass sich keine Tumore in den Versuchstieren gebildet haben. „Das Risiko der Tumorigenität von Stammzellen scheint also durch sorgfältige Vorbehandlung und die Sortierung von Stammzellen kontrollierbar zu sein“, schlussfolgert der Forscher aus Innsbruck.
Außerdem muss geklärt werden, inwiefern in Zukunft auf eine Immunsuppression verzichtet werden kann, welche in dieser Studie durchgängig angewendet wurde, um eine Abstoßung der transplantierten Zellen zu minimieren. Eine zweite, parallel von Takahashi und Mitarbeitern publizierte Arbeit in ‚Nature Communications’ könnte hier einen alternativen Weg eröffnen: die Verwendung von immunkompatiblen iPS-Zellen. Das sind Zellen, deren Moleküle, die für die Erkennung von Fremd und Eigen verantwortlich sind, zu denen des Empfängers passen. Konkret wurde dies ebenfalls anhand eines Affen-Modells getestet und dabei festgestellt, dass das Immunsystem auf die ‚passenden’ Transplantate wesentlich weniger stark reagiert. Ein weiterer Schritt könnte die Anwendung autologer Transplantate sein, also Zellen, die direkt vom Patienten selbst gewonnen und zunächst reprogrammiert und dann verpflanzt werden.
Klinische Studien und Zukunftsperspektiven
Mehrere klinische Studien mit Stammzelltherapie bei Parkinson sind bereits im Gange oder geplant. Diese Studien sollen die Sicherheit und Wirksamkeit verschiedener Stammzellansätze bei der Behandlung von Parkinson-Patienten bewerten.
Es ist noch unklar, wie lange es dauern wird, bis die Stammzelltherapie zu einerStandardbehandlung für Parkinson wird. Die Forschung auf diesem Gebiet schreitet jedochrasch voran, und es gibtGrund zu der Annahme, dass Stammzellen in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Behandlung dieser schwächenden Krankheit spielen werden.
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