Die Stammzellenforschung, insbesondere in Japan, hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht. Ein vielversprechender Bereich ist die Anwendung von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) zur Behandlung der Parkinson-Krankheit. Dieser Artikel beleuchtet die jüngsten Entwicklungen und Forschungsergebnisse auf diesem Gebiet.
iPS-Zellen: Ein Durchbruch in der Stammzellenforschung
Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) sind ein relativ neuer Durchbruch in der Stammzellenforschung. Der japanische Forscher Shinya Yamanaka zeigte vor etwas mehr als einem Jahrzehnt, dass normale Körperzellen des Menschen, beispielsweise aus der Haut, direkt in einen embryonalen Zustand zurückversetzt und bei Bedarf zu beliebigen Geweben entwickelt werden können. Zuvor war dies nur mit embryonalen Stammzellen aus überzähligen menschlichen Embryonen möglich gewesen, die aufgrund ihres Ursprungs jedoch bis heute ethisch heftig umstritten sind.
Die Vorteile von iPS-Zellen
- Ethische Unbedenklichkeit: iPS-Zellen lösen das ethische Problem, das mit der Verwendung embryonaler Stammzellen verbunden ist.
- Individuelle Therapie: Theoretisch kann jeder Patient mit körpereigenen Ersatzzellen versorgt werden, wodurch Abstoßungsprobleme bei Zell- oder Gewebetransplantationen umgangen werden.
- Vielseitigkeit: iPS-Zellen besitzen die Fähigkeit, sich wieder zu Zellen verschiedenster Gewebetypen auszudifferenzieren.
Parkinson-Forschung mit iPS-Zellen in Kyoto
Am Kyoto University Hospital wurde im Oktober ein 50-jähriger Mann als erster Parkinsonpatient in der Geschichte mit neuen Nervenzellen aus iPS-Zellen ins Gehirn implantiert. Die Therapie wurde am Kyotoer Center for iPS-Cell Research and Application (CiRA) entwickelt.
Das Ziel der Therapie
Das verpflanzte Gewebe soll abgestorbene Neuronen ersetzen, die für die Produktion des Botenstoffs Dopamin verantwortlich sind. Bei der Parkinson-Krankheit sterben genau diese Neuronen ab, was zu neurologischen Ausfallerscheinungen wie dem Verlust des Riechsinns und später zu Beeinträchtigungen der Motorik führt.
Klinische Studie in Japan
In einer klinischen Studie wurden sieben Parkinson-Patienten mit dopaminergen Vorläuferzellen behandelt, die aus einer klinisch validierten iPS-Zelllinie gewonnen worden waren. Die Transplantate wurden bilateral ins Gehirn appliziert, wobei unterschiedliche Dosierungen verwendet wurden.
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Ergebnisse der Studie
- Sicherheit: Während der Nachbeobachtungszeit von 24 Monaten zeigten die Patienten keine schwerwiegenden Nebenwirkungen.
- Wirksamkeit: Bei sechs der sieben Patienten wurde eine erste Wirksamkeitsbewertung vorgenommen. Jüngere Patienten (< 60 Jahre) sprachen besser auf die Therapie an als ältere.
- Dyskinesien: Einzelfälle von Dyskinesien waren reversibel und traten ausschließlich während der sogenannten On-Zeiten auf, was darauf hindeutet, dass sie auf die Parkinson-Medikation zurückzuführen waren.
Tierexperimentelle Studien
Japanische Forscher haben erstmals Nervenzellen, die aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) differenziert wurden, in Javaner-Affen transplantiert.
Die Ergebnisse der Studie an Affen
- Die transplantierten Dopamin-produzierenden Neuronen überlebten in den Gehirnen der Versuchstiere und blieben aktiv.
- Die Tiere zeigten signifikante Verbesserungen in neurologischen Funktionen, etwa spontaner Bewegung.
- Es bildeten sich keine Tumore in den Versuchstieren.
Weitere Fortschritte in der iPS-Zellforschung
Verbesserung der Langlebigkeit von Nervenzellen
Takahashi und sein Team stellten ein neues Verfahren vor, mit dem sich die Langlebigkeit solcher aus Stammzellen entwickelten Nervenzellen grundsätzlich verbessern lassen könnte.
Immunkompatible iPS-Zellen
Dieselbe Forschergruppe zeigte, dass ein immunologisches „Matching“ des Hauptgewebeverträglichkeitskomplexes (MHC) auf den iPS-Zellen das Transplantat in Javaner-Affen besser anwachsen ließ. Die Dosis der Immunsuppressiva konnte verringert werden.
Qualitätsmerkmale von iPS-Zellen
Die Forscher fanden elf Gene als Qualitätsmerkmal für iPS-Zellen, eines davon Dlk1. Dies könnte in Zukunft Aufschluss darüber geben, welche Spenderzellen sich am besten für eine solche Therapie eignen.
Herausforderungen und Ausblick
Obwohl die Fortschritte in der iPS-Zellforschung vielversprechend sind, gibt es noch einige Herausforderungen zu bewältigen.
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Risiken der Transplantation
Es besteht die Gefahr, dass sich aus dem neuen Gewebe Tumore entwickeln. Durch sorgfältige Vorbehandlung und Sortierung von Stammzellen kann dieses Risiko jedoch minimiert werden.
Langzeitwirkung der Therapie
Es bleibt abzuwarten, ob die transplantierten Zellen auch im Menschen tun, was man sich von ihnen erhofft, nämlich zu intakten Neuronen heranreifen und Dopamin produzieren.
Ethische Aspekte
Obwohl iPS-Zellen das ethische Problem der embryonalen Stammzellen umgehen, müssen auch hier ethische Fragen im Zusammenhang mit der Spende und Verwendung von Zellen berücksichtigt werden.
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