"Ersatzteile" aus Stammzellen zaubern

Eine typische Problemstellung: Der Knorpel im Knie eines Tennisspielers ist abgenützt. Bisher gängige Praxis ist, dass Ärzte dem Sportler eine Prothese aus Titan einsetzen. Natürlich wird so eine Operation so lange wie möglich hinausgezögert. Die regenerative Medizin hat da andere Reparaturmechanismen parat. Der Chirurg entnimmt bei einer Operation Knorpelzellen, züchtet sie im Labor nach und repariert damit den Schaden. Diese Behandlungsmethode wird in Deutschland und Belgien bereits routinemäßig in der Praxis eingesetzt.

Knorpel aus Fettzellen

Noch einen Schritt weiter gehen jetzt Forscher der Linzer Blutzentrale mit ihren Experimenten. "Wir züchten Knorpel aus Fettzellen", erklärt der ärztliche Leiter der Blutbank, Primar Christian Gabriel. Denn jede 200. Fettzelle ist eine Stammzelle. Und der Patient erspart sich in Zukunft damit eine der beiden Operationen, denn Fett kann einfach mit einer Spritze abgesaugt werden. "Diese sogenannten mesenchymalen Stammzellen gehören zur gleichen Gruppe wie Knorpel- oder Knochenzellen. Wachstumsfaktoren signalisieren, dass daraus zum Beispiel eine Knorpelzelle werden soll", so der Mediziner.

Damit sich die neuen Knorpelzellen nicht wieder – meistens in Bindegewebe – umwandeln, brauchen sie eine Umgebung, die signalisiert, dass sie Knorpelzellen bleiben sollen. Eine Möglichkeit dafür ist die Zugabe von Knorpelpulvern. Dieses muss nicht aus dem Körper des jeweiligen Patienten stammen. All das geschieht im Reinraum-Labor. "Die Luft ist sauberer als im Operationssaal", sagt Gabriel. Denn die Zellkulturen seien auch ein Medium, in dem sich Bakterien bestens vermehren könnten. Die mesenchymalen Stammzellen kommen nicht nur in Fett, Knochen und Knorpeln vor, sondern auch im Knochenmark, in der Eihaut und in der Nabelschnur. "40 Zentimeter Nabelschnur sind voll davon", so der Mediziner. Diese Art der Stammzellen sei eine große Zukunftshoffnung. Eine ihrer Eigenschaften ist, dass sie das Immunsystem beruhigen und damit Abstoßungsreaktionen verhindern können. So ist eine der Perspektiven, dass mit der Eihaut künftig Knochenbrüche versorgt werden könnten, die sonst nicht heilen.

Die heilsame Wirkung der Zellen zeigt auch ein Experiment mit Ratten: Bei Tieren mit Leberzirrhose wurde die Leber mit Eihaut direkt im Körper umhüllt. Das Organ erholte sich wieder und wurde ganz gesund. "Dieses Ergebnis lässt sich zwar nicht eins zu eins auf den Menschen umlegen", sagt Gabriel. Das Experiment sei jedoch ein Hinweis darauf, wie heilsam mesenchymale Stammzellen sind. So hat sich auch gezeigt, dass äußere Verletzungen der Hornhaut am Auge damit besonders gut behandelt werden können. Außerdem ist es gelungen, Blutgefäße nachzubilden, die zum Beispiel Patienten mit diabetischem Fuß helfen – damit dieser wieder besser durchblutet wird.

Luftröhre gezüchtet

Ein weiterer Durchbruch auf dem Gebiet der regenerativen Medizin ist Forschern gelungen, die eine Luftröhre aus menschlichen Zellen nachzüchteten. "Viel ist noch im Forschungsbetrieb. Das Beispiel Knorpel zeigt aber, dass diese Forschungsergebnisse in relativ kurzer Zeit in der Praxis zur Anwendung kommen können", sagt Gabriel.

Stammzellen

Je nach Art der Stammzelle und ihrer Beeinflussung haben diese das Potenzial, sich in jegliches Gewebe (embryonale Stammzellen) oder auch nur in bestimmte festgelegte Gewebetypen (adulte Stammzellen) zu entwickeln. Stammzellen befinden sich z. B. in der Nabelschnur oder der Eihaut.