Sterne in Stammzellen! Klinische Forschung und Anwendung mesenchymaler Stammzellen aus der Nabelschnur

In den letzten Jahren hat die Forschung zu mesenchymalen Stammzellen kontinuierlich zugenommen und bisher wurden auf Pubmed mehr als 47.000 Artikel zu mesenchymalen Stammzellen gefunden.

Mesenchymale Stammzellen aus der Nabelschnur gelten seit jeher als Schätze von Wissenschaftlern und beweisen immer wieder ihr Potenzial zur Behandlung von Krankheiten und zur Anti-Aging-Therapie.

Heute erklärt Ihnen der Herausgeber, was mesenchymale Nabelschnurstammzellen sind, und demonstriert den Charme mesenchymaler Nabelschnurstammzellen im medizinischen Bereich, indem er Anwendungsfälle von mesenchymalen Nabelschnurstammzellen in der klinischen Forschung vorstellt.

Was sind mesenchymale Nabelschnurstammzellen?

Mesenchymale Stammzellen der Nabelschnur (hUC MSCs) stammen aus der Nabelschnur von Neugeborenen und sind im Vergleich zu erwachsenen mesenchymalen Stammzellen sicherer und primitiver. Sie verfügen über stärkere Proliferations-, Differenzierungs- und Immunregulationsfähigkeiten; Darüber hinaus werden mesenchymale Nabelschnurstammzellen im Vergleich zu anderen Quellen mesenchymaler Stammzellen aus abgetrenntem Nabelschnurgewebe gewonnen, ohne dass der menschliche Körper Schaden nimmt. Daher eignen sich Nabelschnur-MSCs für die klinische Forschung und Anwendung und sind die bevorzugte Wahl für Zelltherapie und regenerative Medizin.

Mesenchymale Stammzellen der Nabelschnur haben in vitro eine hohe Differenzierungsfähigkeit gezeigt, darunter Chondrozyten, Adipozyten, Osteoblasten, Skelettzellen, Kardiomyozyten, Leberzellen sowie produzierende Glucagonzellen, Somatostatin-sekretierende Zellen, Gliazellen (Oligodendrozyten) und dopaminerge Neuronen. Daher eignen sich mesenchymale Stammzellen aus der Nabelschnur sehr gut für klinische Anwendungen und wissenschaftliche Forschung.

Mesenchymale Stammzellen sind zu einem Forschungsschwerpunkt geworden

In den letzten Jahren hat die Forschung an mesenchymalen Stammzellen zugenommen, und ClinicalTrials des NIH in den Vereinigten Staaten ist die weltweit größte Datenbank für klinische Forschung. Den Suchergebnissen der Datenbank zufolge waren mit Stand vom 13. Mai 2019 753 klinische Studien zu mesenchymalen Stammzellen in der Datenbank registriert. Unter ihnen gehört die Anzahl der in China, Europa und den Vereinigten Staaten durchgeführten klinischen Studien zu den drei Spitzenreitern der Welt.

Aus der Perspektive der behandelten Krankheitstypen umfasst die klinische Forschung an mesenchymalen Stammzellen Hunderte von Krankheiten. Unter ihnen sind neurologische, kardiovaskuläre und orthopädische Erkrankungen mit einem Anteil von mehr als 15 % die drei Hauptforschungsbereiche, insgesamt sind es mehr als die Hälfte. Darüber hinaus beträgt der Anteil von Diabetes, Leber, Lunge, Magen-Darm-Trakt, Haut, Autoimmunerkrankungen und Graft-versus-Host-Krankheit (GVHD) etwa 5 %, was eine wichtige klinische Forschungsrichtung mesenchymaler Stammzellen darstellt.

Klinischer Anwendungsforschungsfall von mesenchymalen Stammzellen aus der Nabelschnur

01.Stoffwechselkrankheiten

1.1 Diabetes

Derzeit gibt es klinisch keine radikale Heilung für Diabetes, und wir können uns nur auf Insulin oder Medikamente in vitro verlassen, um den Blutzucker zu senken und gleichzeitig mit Ernährung und Bewegung zusammenzuarbeiten. Mesenchymale Stammzellen haben die Fähigkeit, Pankreasinseln β zu stimulieren. Die Funktion der Zellregeneration.

In China gibt es drei Top-Krankenhäuser, die klinische Forschung zur mesenchymalen Stammzelltransplantation zur Behandlung von Typ-II-Diabetes durchgeführt haben. Bei den meisten Patienten ist eine Senkung des Blutzuckers und des Insulins zu verzeichnen, einige brechen sogar die Einnahme von Medikamenten ab. Gleichzeitig hat sich der körperliche Zustand des Patienten verbessert und sein Gesundheitszustand wurde bis zu einem gewissen Grad korrigiert.

Das Fuzhou General Hospital der Militärregion Nanjing untersuchte die Sicherheit und Wirksamkeit von mesenchymalen Stammzellen aus der Nabelschnur in Kombination mit autologen mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark bei der Behandlung von Typ-I-Diabetes ohne Immuntherapie. Die Ergebnisse zeigten, dass der Behandlungseffekt bei 42 Patienten gut war. C-Pep stieg um 105,7 %, Insulin um 49,3 %, HbA1c sank um 12,6 %, der schnelle Blutzucker sank um 24,4 % und der Insulinbedarf sank um 29,2 %.

1.2 Komplikationen von Diabetes

Mesenchymale Stammzellen haben eine breitere Anwendungsperspektive bei den Komplikationen von Diabetes.

1.2.1 Diabetes-Fuß

Im Volkskrankenhaus der Provinz Shaanxi wurde unter sterilen Bedingungen eine mesenchymale Stammzellsuspension aus der Nabelschnur in Abständen von 3 cm x 3 cm in die Muskeln an den Läsionen von 5 stationären Patienten mit Typ-II-Diabetes mit kompliziertem diabetischem Fuß injiziert. Bei Patienten mit schweren Läsionen erfolgten die Injektionen im Abstand von 1 cm x 1 cm in den Fuß, wobei der Schwerpunkt auf der Injektion um das Geschwür herum lag. Nach der Behandlung wurde der Grad der Fußschmerzen und des Taubheitsgefühls deutlich reduziert, die Claudicatio intermittens verbesserte sich deutlich und die Geschwüre heilten vollständig ab.

Im angegliederten Anhui Provincial Hospital der Anhui Medical University wurden mesenchymale Nabelschnurstammzellen in die Geschwürstellen der betroffenen Gliedmaßen von 53 Patienten mit diabetischem Fuß Grad II–IV injiziert. Nach dreimonatiger Behandlung zeigte die Behandlungsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe eine signifikante Verbesserung der Hauttemperatur, des Knöchel-Arm-Druckindex, der Sauerstoffspannung der Haut und der Gehstrecke.

1.2.2 Diabetische Nephropathie

Das Clinical Medical College des Fuzhou General Hospital, der Second Military Medical University und das angegliederte Changzheng Hospital der Second Military Medical University behandelten 15 Patienten mit mesenchymalen Nabelschnurstammzellen durch Eingriffe in die Pankreas-Dorsalarterie, bilaterale Nierenarterien und periphere Veneninfusion . Nach der Behandlung zeigten die Patienten Verbesserungen bei Blutdruck, Blutzucker, C-Peptid-Spiegeln und Nierenfunktionsindikatoren. Hinsichtlich der klinischen Wirksamkeit bei der Verbesserung des diastolischen Blutdrucks und der Nierenfunktion übertraf die Behandlungsgruppe die mit oralem Telmisartan plus subkutaner Insulininjektion behandelte Kontrollgruppe.

02.Neurologische Störungen

2.1 Parkinson-Krankheit

Der erste Fall einer Stammzelltransplantation zur Behandlung der Parkinson-Krankheit in China wurde in einem Krankenhaus in Shijiazhuang abgeschlossen. Xie Xiyun, ein 76-Jähriger aus Indonesien, litt seit über einem Jahrzehnt an der Parkinson-Krankheit und litt unter Steifheit und Kontraktion in drei Fingern seiner rechten Hand, Körpersteifheit, Schluckbeschwerden und dem Verlust der Fähigkeit zur Selbstfürsorge. Innerhalb weniger Stunden nach der Transplantation mesenchymaler Stammzellen konnte er an diesem Abend problemlos essen und bequem fernsehen, wobei sich auch andere Symptome deutlich verbesserten.

Dr. Sun Li von der China Medical University infundierte eine Suspension mit mesenchymalen Stammzellen aus der Nabelschnur in die Halsarterien von 10 Parkinson-Patienten. Nach der Transplantation zeigten die Patienten Verbesserungen in der Gehhaltung, der Schwere des Tremors, der willkürlichen Bewegung sowie der Fähigkeit zum Sitzen und Stehen. Es konnte nicht nur das Fortschreiten der Parkinson-Krankheit wirksam kontrollieren, sondern auch die Funktion von geschädigtem Hirngewebe deutlich verbessern und so die Lebensqualität der Patienten steigern.

2.2 Altersdemenz

Das von Zhou Qiang geleitete Team am Jinyang Krankenhaus in der Stadt Guiyang behandelte vier ältere Demenzpatienten mit autologen Knochenmarksstammzellen. Der erste Patient, ein 75-jähriger Mann, erkannte bei der Aufnahme keine Familienmitglieder und hatte einen Verlust der Kontrolle über Blase und Darm. Nach der Transplantationsbehandlung besserten sich diese Symptome rasch und nach der Entlassung erkannte er nicht nur seine Familienangehörigen, sondern erlangte auch die normale Blasen- und Darmfunktion wieder.

2.3 Schlaflosigkeit

Dr. Wang Yali vom Zhejiang Armed Police Hospital behandelte 19 Patienten mit Schlaflosigkeit durch intravenöse Infusion von mesenchymalen Stammzellen aus der Nabelschnur. Diese Patienten hatten alle Schwierigkeiten beim Einschlafen, eine verminderte Schlafqualität und eine Gesamtschlafdauer von weniger als 6 Stunden. Nach einem Monat Behandlung war die Verbesserung der Schlafqualität bei den Patienten vergleichbar mit der einer oralen Medikation. Nach zweimonatiger Behandlung waren die Schlafqualitätswerte der Patienten deutlich besser als die der oralen Medikamente. Nach dreimonatiger Behandlung war die Schlafqualität der Patienten zudem deutlich besser als die der oralen Medikamente, und die Wirkung einer einzelnen Behandlung konnte bis zu einem Jahr anhalten, was die Schlafqualität der Patienten deutlich verbesserte.

03.Muskel-Skelett-Erkrankungen

3.1 Degenerative Gelenkerkrankung

In den 1990er Jahren begannen Brittberg und andere, bestimmte Ergebnisse bei der Reparatur von Knorpelschäden mithilfe autologer Chondrozyten zu erzielen. Daher konzentrierten sich immer mehr Studien auf mesenchymale Stammzellen. Mesenchymale Stammzellen können sich in verschiedene Gewebe differenzieren und Schäden an Gelenkknorpel und subchondralen Knochen reparieren.

In einer Studie von Akgun et al. von der Abteilung für Orthopädie und Traumatologie der Universität Istanbul in der Türkei verglichen sie die therapeutischen Wirkungen von autologen mesenchymalen Stammzellen und Chondrozyten aus dem Knochenmark bei 14 Patienten mit Arthrose. Sie fanden heraus, dass Patienten, die eine Behandlung mit mesenchymalen Stammzellen erhielten, signifikantere Verbesserungen bei den Knieverletzungs- und Osteoarthritis-Outcome-Scores (KOOS) und den Scores auf der visuellen Analogskala (VAS) zeigten.

Wakitani et al. von der Feinberg School of Medicine der Northwestern University und dem Cleveland Clinic Hospital der Ohio University führten eine klinische Studie mit mesenchymalen Stammzellen durch. In der Versuchsgruppe wurde ein Kollagengel, gemischt mit autologen mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark, in die Gelenkknorpelläsionen der Patienten implantiert, während die Kontrollgruppe nur die gleiche Menge Kollagengel erhielt. Beide Gruppen zeigten Verbesserungen der Gelenkfunktion, aber nur die Versuchsgruppe zeigte eine Regeneration des transparenten Knorpels an der Verletzungsstelle. Sie untersuchten 41 Patienten, die bis zu 11 Jahre lang eine mesenchymale Stammzelltherapie erhielten, und stellten keine schwerwiegenden Komplikationen fest.

04.Erkrankungen des Fortpflanzungssystems

4.1 Unfruchtbarkeit

Die Reparatur schwerer Schäden an der Gebärmutterschleimhaut, die für viele unfruchtbare Frauen der Albtraum ist, ist jetzt durch die regenerative Technologie mesenchymaler Stammzellen möglich und gibt Hoffnung, den Traum von Frauen von der Mutterschaft zu erfüllen.

Das Team von Professor Hu Yali von der Abteilung für Geburtshilfe und Gynäkologie des Gulou-Krankenhauses in Nanjing hat in Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Dai Jianwu vom Institut für Genetik und Entwicklungsbiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zum ersten Mal auf internationaler Ebene erfolgreich eine Methode zur Kombination entwickelt Kollagengerüste mit mesenchymalen Stammzellen. Durch die Integration traditioneller hysteroskopischer Techniken konnten sie eine funktionelle Reparatur der beschädigten Gebärmutterschleimhaut erreichen und so drei Patientinnen dabei helfen, ihren Traum, Mutter zu werden, zu erfüllen.

Frau Hu aus Yancheng, Jiangsu, erlebte im Alter zwischen 31 und 34 Jahren drei natürliche Fehlgeburten, die aufgrund von Uteruskürettage-Operationen nach der Fehlgeburt zu schweren Verwachsungen in ihrer Gebärmutterhöhle führten. Mithilfe mesenchymaler Stammzellen konnte das Gulou-Krankenhaus in Nanjing ihre Gebärmutterschleimhaut innerhalb von acht Monaten erfolgreich reparieren. Dies ermöglichte ihr eine erfolgreiche Empfängnis und am 17. Juli 2014 brachte sie das erste „Regenerative-Medizin-Baby“ in China zur Welt.

Die „endometriale Regenerationschirurgie“ des Nanjing Gulou Krankenhauses mit mesenchymalen Stammzellen hat es 13 unfruchtbaren Patientinnen mit schweren Verwachsungen in der Gebärmutterhöhle erfolgreich ermöglicht, schwanger zu werden und zu gebären, was insgesamt 14 gesunde „Babys der regenerativen Medizin“ zur Folge hatte.

4.2 Vorzeitiges Ovarialversagen

Unter vorzeitigem Ovarialversagen versteht man das Phänomen, dass bei Frauen eine Ovarialverkümmerung auftritt und der Eisprung vor dem 40. Lebensjahr aufhört. Derzeit erleiden etwa 1 % der Frauen im gebärfähigen Alter weltweit ein vorzeitiges Ovarialversagen, was es zu einer wesentlichen Ursache für weibliche Unfruchtbarkeit macht.

Professor Wu Ji und sein Team von der Shanghai Jiao Tong University in China isolierten weibliche reproduktive Stammzellen aus ein bis zwei Wochen alten transgenen Mäusen mit grün fluoreszierendem Protein. Nach Reinigung, Kultur und anderen Prozessen wurden diese Zellen in Mäuse mit vorzeitigem Ovarialversagen transplantiert. Die Forschungsergebnisse zeigten, dass weibliche reproduktive Stammzellen, wie andere Stammzellen auch, Homing-Eigenschaften haben. Nach dem Homing differenzierten sich einige Zellen und entwickelten sich allmählich zu reifen Eizellen, wodurch die Eierstockfunktion wiederhergestellt wurde.

4.3 Erektile Dysfunktion (ED)

Der Einsatz einer Stammzelltherapie bei erektiler Dysfunktion kann sowohl beschädigte oder tote Penisgewebezellen ersetzen als auch Faktoren absondern, um funktionell beeinträchtigte Penisgewebezellen zu reparieren.

Fünfzehn Patienten mit erektiler Dysfunktion in Dänemark erhielten mesenchymale Stammzellinfusionen ohne Medikamente oder Penistransplantation. Nach sechs Monaten waren acht Männer wieder in der Lage, normal Geschlechtsverkehr zu haben.

05.Autoimmunerkrankungen

Im Jahr 2007 behandelte Professor Sun Lingyun in China zwei Fälle von refraktärem systemischem Lupus erythematodes erfolgreich mit mesenchymalen Stammzellen und im folgenden Jahr behandelte er neun weitere Fälle. Nach der Behandlung wurden die Symptome der Patienten deutlich gelindert und während einer 6-monatigen Nachuntersuchung kam es zu keinem erneuten Auftreten.

Im Jahr 2012 injizierte die Abteilung für Rheumatologie und Immunologie des angegliederten Krankenhauses der Universität Jiangsu 21 Patienten mit systemischem Lupus erythematodes intravenös mesenchymale Stammzellen aus der Nabelschnur, was den Proteinspiegel im Urin dieser Patienten deutlich reduzierte, die Krankheitsaktivität verringerte und den systemischen Lupus erythematodes senkte Score des Krankheitsaktivitätsindex.

Der Einfluss der mesenchymalen Stammzelltransplantation auf die Krankheitsaktivität und das Urinprotein bei Patienten mit systemischem Lupus erythematodes (SLE)

Im Jahr 2013 verabreichte die Abteilung für Rheumatologie und Immunologie des Ersten angegliederten Krankenhauses der Yangtze-Universität und des Ersten Volkskrankenhauses von Jingzhou 18 Patienten mit systemischem Lupus erythematodes mesenchymale Nabelschnurstammzellen über die vordere Kubitalvene. Einen Monat später zeigten die meisten Patienten eine deutliche Verbesserung der klinischen Symptome und Anzeichen wie Fieber, Müdigkeit und Schwäche im Vergleich zu vor der Transplantation.

06.Anti-Aging

Die Alterung des menschlichen Körpers hängt mit einer unzureichenden oder inaktiven Menge an Stammzellen zusammen. Mit zunehmendem Alter sinkt sowohl die Quantität als auch die Qualität der Stammzellen im Körper. Dieser Trend führt zum Verfall und zur Alterung beschädigter Zellen sowie der aus Zellen bestehenden Organe und Gewebe, was zu einer suboptimalen Gesundheit und Alterung führt. Mesenchymale Stammzellen haben das Potenzial für eine multipotente Differenzierung und sind in der Lage, sich in verschiedene Arten von Stammzellen zu differenzieren, die im Körper benötigt werden. Durch die Ergänzung unzureichender Stammzellen im Körper und die Reparatur beschädigter Organe und Gewebe spielen mesenchymale Stammzellen eine Rolle bei der Anti-Aging-Wirkung.

Angesichts des zunehmenden Interesses und der zunehmenden Anwendung der Forschung an mesenchymalen Stammzellen aus der Nabelschnur geht man davon aus, dass sie in naher Zukunft in großem Umfang in klinischen Umgebungen eingesetzt werden und dadurch einen größeren Wert für die menschliche Gesundheit darstellen werden.