Stammzellen als Rehahelfer

Schlaganfall! Wie ein Blitz aus heiterem Himmel bringt der „Kurzschluss im Kopf“ allein in Deutschland pro Jahr etwa 75 000 Menschen den Tod und lässt noch einmal doppelt so viele mit oft schweren Behinderungen zurück. Die Betroffenen leiden unter halbseitigen Lähmungen oder Sprachstörungen. Ausgelöst wird die Erkrankung durch ein Blutgerinnsel, das über den Blutkreislauf ins Gehirn gelangt. Dort verstopft es das feine Ende einer Hirnarterie und schneidet so die umgebenden Nervenzellen von der Sauerstoffversorgung ab. Das unmittelbar betroffene Nervengewebe stirbt sofort ab; angrenzende Hirnregionen lassen sich manchmal retten, wenn der Blutpfropfen spätestens drei Stunden nach dem Hirninfarkt mit Hilfe von Medikamenten aufgelöst wird. Innerhalb dieser Zeit kommt jedoch nur einer von vier Schlaganfall-Patienten in ärztliche Behandlung.

„Mit Stammzellen könnten wir dieses enge Zeitfenster von drei Stunden auf drei Tage dehnen“, sagt Johannes Boltze, Humanmediziner am Leipziger Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI. Das zeigen seine Versuche an Ratten, deren neurologische Ausfallerscheinungen durch einen künstlich herbeigeführten Schlaganfall bereits wenige Tage nach einer Stammzell-Transplantation wieder verschwinden.

Doch wie leiten die Stammzellen die Heilung von Hirnregionen? „Offenbar wirken sie aus der Ferne – mittels Signalstoffen, die die Selbstheilungskräfte des Gehirns mobilisieren“, verrät Boltze. Diesen Schluss legen die Experimente von Boltzes Kolleginnen Doreen Reich und Susann Hau nahe. Die Wissenschaftlerinnen züchteten Nervenzellen im Brutschrank und drehten ihnen dann die Sauerstoffzufuhr ab. Darauf reagierte die Zellkultur so ähnlich wie das Gehirn bei einem Schlaganfall: Ein Teil der Nervenzellen starb sofort, der Rest folgte innerhalb von drei Tagen. Stammzellen konnten den Großteil der geschädigten Neuronen vor einem Zelltod retten. Den genauen Ablauf der Regeneration kennen die Leipziger Wissenschaftler noch nicht. „Wir arbeiten daran, die Wirkmechanismen zu identifizieren. Doch fürs erste ist uns wichtig, dass die Stammzelltherapie funktioniert – und dass sie künftigen Patienten nicht schadet“, betont IZI-Leiter Prof. Frank Emmrich.

Weil sich Versuche an Ratten nicht ohne weiteres auf den Menschen übertragen lassen, arbeiten die Forscher jetzt auch mit Schafen. Obwohl das Gehirn von Schafen etwas anders organisiert ist als das menschliche, gibt es keinen entscheidenden Unterschied beim Ablauf eines Infarkts. Schafe sind außerdem groß genug, um in einem – nach Menschenmaß gebauten – Magnetresonanztomographen aussagekräftige Bilder des Gehirns zu machen. Und groß genug, um jedem Tier Stammzellen aus seinem eigenen Nabelschnurblut oder Knochenmark für die anschließende Rück-Transfusion abzuzapfen. Diese Therapie mit eigenen Zellen nennt man „autologe Transplantation“. Mit ihrer Hilfe können die Forscher ausschließen, dass die erzielten Heilerfolge auf unbekannte Effekte durch artfremde Zellen zurückgehen.

Ein erster gründlicher Versuch mit dem neuen Tiermodell verlief äußerst erfreulich: Sieben von insgesamt acht Schafen, die 24 Stunden nach einem operativ herbeigeführten Schlaganfall mit eigenen Stammzellen behandelt wurden, verhielten sich bereits 30 Tage später wieder weitgehend normal. Das achte Tier erholte sich – ebenso wie elf unbehandelte Kontrolltiere – weniger gut von seinen Schäden. Doch dieses Schaf hatte von vornherein ungewöhnlich wenig Stammzellen im Blut – offenbar zu wenig für eine erfolgreiche Therapie.

Nach den Heilerfolgen bei Ratten und Schafen hoffen die Fraunhofer-Forscher, dass die neue Therapie in wenigen Jahren auch den Menschen zu Gute kommt. Doch dazu bedarf es erst noch sorgfältig geplanter klinischer Studien mit Schlaganfall-Patienten.

Das Zelltherapie-Konzept wird auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 9, Stand E29 vorgestellt.