Stammzellen aus menschlichen Milchzähnen zur Behandlung von Zerebralparese

Stammzellen aus ausgefallenen Milchzähnen könnten selbst in der chronischen Phase der Zerebralparese motorische und kognitive Defizite verbessern. In einem Rattenmodell zeigte die Therapie noch Wochen nach Auftreten der Symptome deutliche Effekte und liefert damit einen möglichen Ansatz für neue Behandlungsoptionen.

Zerebralparese ist eine Erkrankung, die in der Regel durch eine Schädigung des Gehirns vor oder während der Geburt verursacht wird und zu Beeinträchtigungen der Körperhaltung und Bewegung führt. Frühe Symptome sind typischerweise subtil, was die Diagnose verzögern kann, bis im Laufe des Wachstums des Kindes deutlichere Anzeichen auftreten.

Jüngste Tierstudien zeigen, dass eine Stammzelltherapie zur Wiederherstellung neurologischer Funktionen beitragen kann, wenn sie in der akuten oder subakuten Phase, typischerweise innerhalb weniger Wochen nach der Geburt, begonnen wird. Zwar deuten einige klinische Untersuchungen darauf hin, dass auch in späteren Stadien mögliche Vorteile bestehen könnten, doch bestätigende klinische Studien wurden bislang nicht veröffentlicht. Nun hat ein japanisches Forschungsteam in Rattenexperimenten gezeigt, dass Stammzellen aus dem Pulpagewebe menschlicher Milchzähne zur Behandlung der Zerebralparese im chronischen Stadium beitragen könnten.

„Dies ist die erste Tierstudie, die zeigt, dass eine Stammzellbehandlung auch dann noch wirkt, wenn bereits motorische Defizite aufgetreten sind“, berichtet Prof. Yoshiaki Sato vom Nagoya University Hospital (Japan), korrespondierender Autor der Studie. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Stem Cell Research & Therapy“ veröffentlicht.

„Unser Team arbeitet mit dem japanischen Biotechnologieunternehmen S-Quatre zusammen, um einen neuen Therapieansatz für HIE mithilfe von Stammzellen aus ausgefallenen menschlichen Milchzähnen (SHED) zu entwickeln“, erklärt Sato. „Diese Stammzellen werden aus Milchzähnen gewonnen, die auf natürliche Weise ausgefallen sind und andernfalls entsorgt würden. Dieses Verfahren umgeht die ethischen Bedenken, die mit anderen Stammzellquellen verbunden sind.“

Tierexperimentelle Modellstudie

Die Forschenden erzeugten ein Modell für Zerebralparese, indem sie bei sieben Tage alten Ratten eine einseitige hypoxisch-ischämische Hirnschädigung induzierten. Dies führte zu einseitigen motorischen Beeinträchtigungen, die der hemiplegischen Zerebralparese beim Menschen ähneln. Im Alter von vier Wochen testeten sie die Ratten mithilfe eines horizontalen Leitertests und wählten nur diejenigen mit signifikant niedrigen Testergebnissen für die Studie aus. Die ausgewählten Ratten erhielten in der chronischen Phase im Alter von fünf, sieben und neun Wochen intravenös SHED – ein Alter, das in etwa der Präadoleszenz beim Menschen entspricht.

Anschließend verglichen die Forschenden Motorik- und Lernleistungen zwischen behandelten und unbehandelten Tieren. Im horizontalen Leitertest, bei dem die Ratten eine Leiter mit unregelmäßig angeordneten Sprossen überqueren mussten, zeigte die SHED-Gruppe nach vier Monaten signifikant weniger Fehltritte als die Kontrollgruppe. Im sogenannten Zylindertest, der die Asymmetrie der Vordergliedmaßen erfasst, belastete die SHED-Gruppe die beeinträchtigte Vordergliedmaße stärker als die Kontrollgruppe. Im aktiven Vermeidungstest zeigte die SHED-Gruppe in späteren Sitzungen signifikant bessere Vermeidungsraten, was auf verbesserte Lern- und Gedächtnisleistungen hindeutet.

Mithilfe von mit Quantenpunkten markierten SHED-Zellen und In-vivo-Bildgebung verfolgten die Forschenden die Zellmigration und -verteilung im Körper und konnten bestätigen, dass die Zellen ins Gehirn wanderten.

Zellkulturexperimente

Zusätzlich führten die Forschenden Zellkulturexperimente durch und verglichen SHED mit anderen Stammzelltypen, darunter mesenchymale Stromazellen aus dem Knochenmark und dermale Fibroblasten.

In Kokulturexperimenten ohne direkten Kontakt förderte SHED die Proliferation neuronaler Stammzellen stärker als die anderen Zelltypen. Dies führen die Forschenden auf die hohe Sekretion des Hepatozyten-Wachstumsfaktors (HGF) durch SHED zurück.

Die Ergebnisse legen nahe, dass eine SHED-Therapie motorische und kognitive Beeinträchtigungen in Rattenmodellen der Zerebralparese selbst im chronischen Stadium verbessern könnte. Der therapeutische Effekt scheint durch die Förderung der Neubildung von Nervengewebe über HGF und verwandte biologische Signalwege vermittelt zu werden.

Ausblick

Das Nagoya University Hospital führt derzeit eine klinische Studie durch, um Sicherheit und Verträglichkeit einer einmaligen intravenösen Gabe autologer SHED bei Kindern mit Zerebralparese zu prüfen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse plant das Team groß angelegte Studien sowie Langzeitbeobachtungen, um die Wirksamkeit der Behandlung zu bestätigen. „Unser letztendliches Ziel ist es, diesen Ansatz als neue Therapieoption für Patientinnen und Patienten mit Zerebralparese und ihre Familien zu etablieren“, fasst Sato zusammen.

(lj/BIERMANN)