Plötzlich auftretende Sehstörungen, Sprachstörungen oder Lähmungen – das sind typische Zeichen für einen Schlaganfall. Die Ursache ist oft ein verstopftes Blutgefäß. Dadurch gelangt zu wenig Blut in die betroffene Hirnregion. Die wird dann nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. Die Folge: Zellen sterben ab, auch Nervenzellen. Dadurch kann es zu bleibenden Behinderungen kommen. Deshalb entwickeln Forscher weltweit Methoden, diese Nervenzellen zu retten. Eine Hoffnung ist die Stammzelltherapie. Daran forscht auch Dr. Johannes Boltze, Leiter der Abteilung Zelltherapie des Fraunhofer-Institutes in Leipzig.
"Der akute Schlaganfall ist ein Geschehen, der innerhalb weniger Stunden zum Abschluss kommt. Gewebe, was unmittelbar von so einem Infarkt betroffen ist, das ist auch unwiederbringlich verloren. Das muss man ganz klar sagen. Es gibt aber Bereiche rund um den Schlaganfall, in dem bestimmte Prozesse langsamer und zeitverzögert ablaufen. Und dieses Gewebe kann durchaus noch gerettet werden."
Zum Beispiel durch die Gabe von Stammzellen. Doch Stammzelle ist nicht gleich Stammzelle. Die Arbeitsgruppe um Boltze verfolgt seit Jahren erfolgreich zwei unterschiedliche Ansätze. Bei einem Ansatz werden die Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten selbst gewonnen.
"Das sind sogenannte mononukleäre Zellen, nämlich ein Gemisch aus reiferen Zellen und Stammzellen. Und diese Zellen müssen nicht unbedingt lokal - also ins Gehirn direkt – appliziert werden, sondern können auch über eine Infusion, über eine Vene, verabreicht werden."
Und das hat Vor- und Nachteile. Der Vorteil: Eine Spritze in die Vene ist einfach und risikoarm. Der Nachteil: Um direkt im Gehirn helfen zu können, müssten die Zellen den geschädigten Ort im Gehirn erst finden. Außerdem: Die Stammzellen aus dem Knochenmark sind sogenannte adulte Stammzellen. Und diese Zellen sind nicht mehr so potent wie embryonale Stammzellen – und genau hier liegt der zweite Ansatz.
Die Ärzte wollen die Potenz von embryonalen Stammzellen und daraus abgeleiteten Zelllinien nutzen.
"Das sind Stammzellen, die ursprünglich aus embryonalen Stammzellen abgeleitet worden sind. Allerdings wurden diese Zellen im Reagenzglas vordifferenziert, um zu verhindern, dass ein möglicherweise in ihnen schlummerndes Entartungspotenzial zum Tragen kommen kann. Gleichzeitig nehmen wir aber an, dass diese Zellen doch deutlich potenter sind, als dies adulte Stammzellen möglicherweise sein könnten."
Diese neuronalen Stammzellen werden also im Labor gezüchtet. Sie können dann jedem Patienten wie ein Medikament gespritzt werden – und zwar direkt ins Gehirn.
Boltze:
"Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, das natürlich mit gewissen Risiken verbunden ist, die auch größer sind als diejenigen bei einer intravenösen Applikation. Es handelt sich allerdings um ein hervorragend etabliertes Verfahren. Und der Nutzen, den wir durch die Therapie erwarten, der wird bei weitem dieses Risiko überwiegen."
Bisher haben Kleintierversuche gezeigt: Die Stammzellen ersetzen zwar nicht die abgestorbenen Zellen. Aber sie helfen den verbliebenen Zellen, sich neu zu organisieren und zu verknüpfen. Außerdem erleichtern sie die Bildung neuer Gefäße – und das ist wichtig, damit die Nervenzellen nicht absterben. Doch wie die Stammzellen das genau machen, ist bislang nicht geklärt.
"Es handelt sich um hochkomplizierte Prozesse, die auch miteinander in Verbindung stehen und wir können derzeit nur beobachten, welche Wirkungen so eine Therapie hervorruft oder welche eben nicht."
So haben die Forscher beobachtet: Zellen aus dem Knochenmark wirken am besten in den ersten drei Tagen nach dem Schlaganfall. Sie beeinflussen dabei Entzündungsreaktionen und Vernarbungsprozesse. Neuronale Stammzellen hingegen können länger eingesetzt werden – wahrscheinlich bis zu drei Wochen nach dem Schlaganfall. Denn sie unterstützen die Neuvernetzung der Zellen. Und das ist ein langfristiger Prozess.
"Es ist theoretisch denkbar, dass man beide zelltherapeutische Verfahren miteinander kombiniert - also die Anwendung von Knochenmarkzellen beispielsweise in der Frühphase und später dann die Applikation von diesen neuralen Stammzellen. Das muss aber in besonders darauf ausgerichteten Versuchen noch untersucht werden."
Die Therapie mit Knochenmarkzellen wird voraussichtlich nächstes Jahr in ersten klinischen Studien an Patienten getestet. Für die neuronalen Stammzellen startet jetzt in Leipzig der erste Großtierversuch am Schaf.
"Der akute Schlaganfall ist ein Geschehen, der innerhalb weniger Stunden zum Abschluss kommt. Gewebe, was unmittelbar von so einem Infarkt betroffen ist, das ist auch unwiederbringlich verloren. Das muss man ganz klar sagen. Es gibt aber Bereiche rund um den Schlaganfall, in dem bestimmte Prozesse langsamer und zeitverzögert ablaufen. Und dieses Gewebe kann durchaus noch gerettet werden."
Zum Beispiel durch die Gabe von Stammzellen. Doch Stammzelle ist nicht gleich Stammzelle. Die Arbeitsgruppe um Boltze verfolgt seit Jahren erfolgreich zwei unterschiedliche Ansätze. Bei einem Ansatz werden die Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten selbst gewonnen.
"Das sind sogenannte mononukleäre Zellen, nämlich ein Gemisch aus reiferen Zellen und Stammzellen. Und diese Zellen müssen nicht unbedingt lokal - also ins Gehirn direkt – appliziert werden, sondern können auch über eine Infusion, über eine Vene, verabreicht werden."
Und das hat Vor- und Nachteile. Der Vorteil: Eine Spritze in die Vene ist einfach und risikoarm. Der Nachteil: Um direkt im Gehirn helfen zu können, müssten die Zellen den geschädigten Ort im Gehirn erst finden. Außerdem: Die Stammzellen aus dem Knochenmark sind sogenannte adulte Stammzellen. Und diese Zellen sind nicht mehr so potent wie embryonale Stammzellen – und genau hier liegt der zweite Ansatz.
Die Ärzte wollen die Potenz von embryonalen Stammzellen und daraus abgeleiteten Zelllinien nutzen.
"Das sind Stammzellen, die ursprünglich aus embryonalen Stammzellen abgeleitet worden sind. Allerdings wurden diese Zellen im Reagenzglas vordifferenziert, um zu verhindern, dass ein möglicherweise in ihnen schlummerndes Entartungspotenzial zum Tragen kommen kann. Gleichzeitig nehmen wir aber an, dass diese Zellen doch deutlich potenter sind, als dies adulte Stammzellen möglicherweise sein könnten."
Diese neuronalen Stammzellen werden also im Labor gezüchtet. Sie können dann jedem Patienten wie ein Medikament gespritzt werden – und zwar direkt ins Gehirn.
Boltze:
"Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, das natürlich mit gewissen Risiken verbunden ist, die auch größer sind als diejenigen bei einer intravenösen Applikation. Es handelt sich allerdings um ein hervorragend etabliertes Verfahren. Und der Nutzen, den wir durch die Therapie erwarten, der wird bei weitem dieses Risiko überwiegen."
Bisher haben Kleintierversuche gezeigt: Die Stammzellen ersetzen zwar nicht die abgestorbenen Zellen. Aber sie helfen den verbliebenen Zellen, sich neu zu organisieren und zu verknüpfen. Außerdem erleichtern sie die Bildung neuer Gefäße – und das ist wichtig, damit die Nervenzellen nicht absterben. Doch wie die Stammzellen das genau machen, ist bislang nicht geklärt.
"Es handelt sich um hochkomplizierte Prozesse, die auch miteinander in Verbindung stehen und wir können derzeit nur beobachten, welche Wirkungen so eine Therapie hervorruft oder welche eben nicht."
So haben die Forscher beobachtet: Zellen aus dem Knochenmark wirken am besten in den ersten drei Tagen nach dem Schlaganfall. Sie beeinflussen dabei Entzündungsreaktionen und Vernarbungsprozesse. Neuronale Stammzellen hingegen können länger eingesetzt werden – wahrscheinlich bis zu drei Wochen nach dem Schlaganfall. Denn sie unterstützen die Neuvernetzung der Zellen. Und das ist ein langfristiger Prozess.
"Es ist theoretisch denkbar, dass man beide zelltherapeutische Verfahren miteinander kombiniert - also die Anwendung von Knochenmarkzellen beispielsweise in der Frühphase und später dann die Applikation von diesen neuralen Stammzellen. Das muss aber in besonders darauf ausgerichteten Versuchen noch untersucht werden."
Die Therapie mit Knochenmarkzellen wird voraussichtlich nächstes Jahr in ersten klinischen Studien an Patienten getestet. Für die neuronalen Stammzellen startet jetzt in Leipzig der erste Großtierversuch am Schaf.