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Stammzellenbehandlung für Augenkrankheiten

Einleitung

Die Sehfähigkeit ist vermutlich das wichtigste Werkzeug für die Menschen, um die Welt zu verstehen. Diese Theorie wurde durch den großen Englischen Dichter John Milton wunderbar illustriert, der seinen Helden, den biblischen Samson, geblendet von seinen Feinden klagen lässt:

“Oh Augenlicht, Euren Verlust habe ich zu beklagen!
Geblendet zwischen Feinden, Oh, ist schlimmer als Ketten,
Kerker, Bettelei, oder hinfälliges Alter!
Licht, das erste Werk Gottes, für mich erloschen,
Und all seine Dinge der Freude,
die meinen Schmerz hätten lindern können, sind für mich verloren.“
(Teil des Gedichtes “Simson der Kämpfer” von John Milton).

Augenkrankheiten sind häufig schwerer zu ertragen als andere Behinderungen, da das Sehvermögen der dominierende Sinn bei Menschen ist. Die Bedeutung des Sehvermögens spiegelt sich in der Komplexität der Augenstruktur wider. Das menschliche Auge fängt Lichtstrahlen und transformiert sie in Nervenreize um, die im Gehirn in Bilder umgewandelt werden. Auf diese Weise sehen wir.

Das Licht wird durch die Retina, die lichtempfindliche Haut auf der hinteren Seite des Auges, aufgenommen. Hier eine kurze Beschreibung der Nervenzellen der Retina:

Die Nervenzellen können durch eine Verletzung oder einen pathologischen Prozess im Auge sterben. Da ihr Verlust nicht ersetzt werden kann, kann dieser Vorgang zu einer irreversiblen visuellen Behinderung oder Erblindung führen. Dies ist weltweit der Hauptgrund für eine unheilbar verminderte Sehstärke und Blindheit. Derzeit konzentrieren sich Wissenschaftler auf Versuche, die Photorezeptoren zu regenerieren und damit einen neuen therapeutischen Ansatz zur Behandlung einer Behinderung des Sehvermögens zu schaffen.

Mesenchymale Stammzellen und ihre Rolle bei der Wiederherstellung der Retina

Stammzellen sind ein spezifischer Typ von Zellen, der für die reguläre Erneuerung von Geweben im menschlichen Körper verantwortlich ist und im Falle einer Verletzung den Regenerationsprozess in Gang setzt. Sie teilen und differenzieren sich in spezialisierte Zellen je nach den speziellen Funktionen des jeweiligen Organs oder Gewebes. In allen Geweben unseres Körpers kommen Stammzellen vor. Wissenschaftler haben herausgefunden, wie man Stammzellen extrahieren und kultivieren kann, um die verschiedensten Krankheiten, die etwas mit dem Verlust oder der Degradierung von Zellen sowie Gewebeschäden zu tun haben. Dieser Ansatz wird als Stammzellentherapie oder Regenerative Medizin bezeichnet. Aus praktischen Gründen sind mesenchymale Stammzellen (MSCs) am nützlichsten, da sie leicht aus verschiedenen Quellen zu gewinnen (Knochenmark, Fettgewebe etc.) und in der benötigten Menge zu kultivieren sind.

Das therapeutische Potenzial von MSCs bei der Behandlung zahlreicher degenerativer Störungen inklusive Augenkrankheiten konnte bereits in Tierversuchen und klinischen Studien mit Menschen gezeigt werden. Die Fähigkeit von MSCs, das Immunsystem und Entzündungsreaktionen zu modulieren, sowie ihre Rolle beim Schutz von Nervenzellen konnte bewiesen werden.

Es gibt diverse Erklärungen für die Fähigkeit von MSCs, die Behandlung von Augenkrankheiten zu unterstützen. MSCs können sich in vitro direkt zu retinalen Nervenzellen entwickeln. Werden sie in den Körper introduziert, stimulieren sie die Reparatur von Geweben, indem sie den programmierten Zelltod verhindern und/ oder Entzündungsreaktionen modulieren (Entzündungen sind die zugrundeliegenden pathologischen Prozesse für viele Störungen) sowie neue Blutgefäße durch sekretorische Moleküle zu bilden. Es konnte konnte gezeigt werden, dass MSCs Wachstumsfaktoren, Cytokine, RNA und andere biologisch aktive Moleküle produzieren sowie sekretieren, wodurch die funktionalen Vorteile dieser Faktoren bereitgestellt werden.

 MSCs sekretieren biologisch aktive Moleküle, die verschiedene pathologische Prozesse beeinflussen können.

Bei welchen Augenkrankheiten kann die Behandlung mit Stammzellen vorteilhaft sein?

Die oben aufgezählten Eigenschaften von MSCs, eingeschlossen den Faktor für das Wachstum von Nervenzellen (NGF) sowie zahlreiche neurotrophische Faktoren, zeigen, dass ihr Einsatz bei der Behandlung von Störungen des Sehvermögens vorteilhaft sein kann. Eine Liste der registrierten klinischen Versuche, in denen MSCs zu diesen Zwecken eingesetzt wurden, zeigt die folgende Tabelle 1 (Quelle).

ErkrankungZelltypQuelleArt der AdministrationNummer des Klinischen Versuchs
Entzündung des Sehnervs; Optic nerve inflammation; Retinitis Pigmentosa; Makuladegeneration; grüner StarBM-MSCAutoIVIT; iv.; ST; IONCT02016508
MakuladegenerationBM-MSCAutoIVITNCT02016508
MakuladegenerationBM-MSCAutoIVITNCT01518127
Entzündung des SehnervsNSAutoiv.NCT02249676
Entzündung des SehnervsWJ-MSCAlloNSNCT01364246
Mangel an limbalen StammzellenBM-MSCAlloNSNCT01562002
Behcet ErkrankungBM-MSCAutoIVITNCT00550498
Ischämische RetinopathieBM-MSCAutoIVITNCT01518842
Retinitis pigmentosaBM-MSCAutoIVITNCT01068561
Retinitis pigmentosaBM-MSCAutoIVITNCT01560715
Retinitis pigmentosaBM-MSCNSIVITNCT01531348
Retinitis pigmentosaBM-MSCAutoNSNCT01914913
Klinische Versuche, registriert auf www.clinicaltrials.gov, die den Einsatz von MSCs bei ophthalmologischen Krankheiten bewerten (2019, Quelle, modifiziert). Allo: Allogen, Auto: Autolog; BM-MSC: aus dem Knochenmark gewonnene mesenchymale Stammzellen; IO: Intraokular; iv.: Intravenös; IVIT: Intravitreal; NS: Nicht spezifiziert; ST: Sub-tenon; WJ-MSC: Aus Whartons Gallerte gewonnene mesenchymale Stammzellen.

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Dr. Aleksandra Fetyukhina
Dr. Aleksandra Fetyukhina, MD

Medical Advisor, Swiss Medica doctor


Retinitis Pigmentosa und Makuladegeneration

Retinitis Pigmentosa ist eine genetische Störung, die sich in einem langsamen Verlust der Nachtsicht sowie des peripheren Sehens. Bei der altersbedingten Makuladegeneration verliert der Patient das zentrale Sehen. Beide Krankheiten sind durch den Zelltod der Photorezeptoren bedingt. In Tierversuchen zeigten MSCs die Fähigkeit, die Differenzierung in Photorezeptoren zu induzieren. Sie sind ebenso in der Lage, Photorezeptoren und andere retinale Zellen vor einer Degradierung zu schützen. Abgeschlossene klinische Studien bei Patienten mit der geläufigsten Form von Retinitis Pigmentosa (Usher Syndrom) konnten eine Verbesserung der Sehschärfe um 80% demonstrieren.

Grüner Star

Der Grüne Star ist eine unheilbare Krankheit, die verschiedene optische Neuropathien umfasst. Die Anzahl der Neuronen, Retinale Ganglionzellen (RGCs) genannt, nimmt kontinuierlich ab, was eine zunehmende Einschränkung des Sehvermögens zur Folge hat. Dieser Prozess kann durch medizinische Behandlung und/ oder operative Eingriffe verlangsamt werden; die Degradierung dieser Zellen kann jedoch nicht vollständig aufgehalten werden. Stammzellen, einschließlich MSCs, zeigen eindeutig die Fähigkeit, RGCs zu schützen und ihr Überleben sowohl in Modellstudien als auch in Studien mit Menschen zu befördern.

Diabetische Retinopathie

Bei diabetischen Patienten können erhöhte Konzentrationen von Zucker im Blut häufig die Blutgefäße schädigen, einschließlich der Blutgefäße der Retina. Diabetische Retinopathie (DR) steht im Zusammenhang mit der Entzündung und dem Tod neuronaler Zellen sowie der Schädigung der kleinen Gefäße der Retina. Die Forschung zeigt, dass MSCs aus verschiedenen Quellen eine Behandlung von DR ermöglichen. Dies belegen vielversprechende Ergebnisse in sowohl vorklinischen als auch klinischen Studien. Eine Studie von 2018 zeigte, dass Patienten mit einer nicht-proliferativen DR (ohne abnormales Wachstum von Blutgefäßen) ein signifikant verbessertes Sehvermögen hatten.

Optische Neuritis

Die Entzündung der optischen Nervenzellen wird optische Neuritis genannt. Sie beinhaltete den Verlust des Myelinmantels der Nervenfasern und zeigt sich typischerweise in einem plötzlichen Verlust der zentralen Vision in einem Auge und Schmerzen bei der Bewegung des Auges. Die Fähigkeit von Stammzellen, die Myelinschichten des Zentralen Nervensystems zu schützen und wiederherzustellen wurde intensiv bei Multipler Sklerose untersucht und es konnte ein positiver Effekt bei Patienten in klinischen Studien nachgewiesen werden.

Vielen Augenkrankheiten liegt eine Schädigung der Retina zugrunde.
Vielen Augenkrankheiten liegt eine Schädigung der Retina zugrunde. Eine schnelle Diagnose und effektive Behandlung sind entscheidend für den Schutz des Sehvermögens.

Makuladystrophie: Morbus Stargardt

Eine Makuladystrophie oder Morbus Stargardt ist eine andere unheilbare erbliche Netzhauterkrankung. Sie wird durch eine Mutation des ABCA4 Gens ausgelöst. Tritt die Mutation sowohl bei der Mutter als auch bei dem Vater auf, kann das Kind diese Krankheit erben. Patienten erfahren schon in jungen Jahren einen Verlust des Sehvermögens, Lichtempfindlichkeit und Farbblindheit. Laut dem Nationalen Institut für Augenerkrankungen des Nationalen Instituts für Gesundheit (NIH, USA) hat eine stammzellbasierte Therapie in klinischen Versuchen vielversprechende Resultate bezüglich Morbus Stargardt gezeigt.

Entzündungen bei retinalen Erkrankungen

In einer experimentellen dry-eye-Studie unterdrückten MSCs eine Entzündung und schützten die Oberfläche des Auges. Außerdem demonstrierten MSCs neuroprotektive und protektive Wirkungen auf retinale Ganglienzellen in einem Glaucoma-Model.

Chronische und wiederkehrende autoimmune Uveitis

In experimentellen Modellen bei Tieren verhinderte die späte Verabreichung von MSCs während einer wiederkehrenden experimentellen autoimmunen Uveitis (rEAU) strukturelle und funktionelle Schäden der Retina. Bei einer Behandlung in einem frühen Stadium von rEAU konnte eine zufriedenstellende klinische Effizienz erreicht werden. Ein zusätzlicher therapeutischer Vorteil trat ein, wenn die Therapie zweimal mit längeren Intervallen dazwischen angewandt wurde.

Neuromyelitis-Optica-Spektrum-Erkrankung

2016 wurde eine Gruppe von Patienten mit Neuromyelitis-Optica-Spektrum-Erkankung (NMOSD) mit MSC-Infusionen behandelt. Die beobachteten Vorteile einer MSC-Infusion schlossen eine Reduzierung der Rückfallfrequenz, eine Abminderung der neurologischen Unfähigkeit neuronaler Strukturen der Sehnerven sowie der Rückenmark bei sich von NMOSD erholenden Patienten innerhalb einer zweijährigen Beobachtungsphase ein. Die Sicherheit von MSC-Infusionen konnte demnach nachgewiesen werden.

Optikusatrophie

In einer Studie, die 2019 veröffentlicht wurde, wurden aus dem Knochenmark gewonnene MSCs entweder direkt in den Sehnerv oder nahe des Sehnervs und der retinalen Ganglienzellschicht transferiert. 83.3% der Patienten mit einer Optikusatrophie, die diese Behandlung durchliefen, zeigten eine Verbesserung ihres Sehvermögens, die bis zu 24 Monaten anhielt. Die Verbesserung konnte bei beiden Augen beobachtet werden.

Wie wird der Vorgang ausgeführt?

Bevor ein Patient eine Behandlung erhält, wird er sorgfältig untersucht und muss spezifische Tests durchlaufen. Nach einer umfassenden Untersuchung sucht unser Spezialist die passende Therapie aus — basierend auf den individuellen Bedürfnissen des Patienten und seinem Gesundheitszustand.

Generell werden die folgenden Schritte durchgeführt:

  • Sammeln der Stammzellen (mithilfe einer Biopsie können Patienten-eigene Zellen genutzt werden);
  • Kultivierung der gesammelten Zellen, um das Zellprodukt in einer angemessenen Quantität verfügbar zu machen;
  • Das Zellprodukt wird dem Patienten verabreicht (über einen IV-Tropf und/ oder lokal am Auge).

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Dr. Aleksandra Fetyukhina
Dr. Aleksandra Fetyukhina, MD

Medical Advisor, Swiss Medica doctor


Was sind die Resultate? Rückblick einer Patientin

Sehen Sie den Bericht von Sadhana J., einer Patientin aus Singapur, die eine Stammzellenbehandlung ihrer Uveitis an der Swiss Medica Klinik durchlaufen ist. Nach diversen Operationen an beiden Augen, einer immunsuppressiven Therapie und einer Steroidtherapie und regulären Augentropfen verschlechterte sich ihr Sehvermögen weiterhin. Innerhalb einer einmonatigen Behandlung mit Stammzellen bemerkte sie eine Verbesserung ihrer Sehschärfe — z.B. konnte sie kleinere Buchstaben lesen. Die klinischen Veränderungen, die hinter dieser Verbesserung liegen, sind:

  1. Unterdrückung der autoimmunen Aggression der Erkrankung.
  2. Reduzierung der Entzündung.
  3. Verbesserte Mikrozirkulation der betroffenen Gewebe.
  4. Blockieren des     degenerativen     Prozesses und Stabilisierung des gegenwärtigen Zustandes.
  5. Aktivierung des körpereigenen Stammzellen-Pools und des regenerativen Potentials der Stammzellen.
Beachten Sie, dass das Ausmaß der Verbesserung bei jedem Patienten unterschiedlich ausfallen kann, da es von diversen Faktoren abhängig ist: Nicht-Beachten der Erkrankung, zusätzliche Erkrankungen, das Alter des Patienten und die individuelle Reaktion auf die Stammzellenbehandlung.

Ist eine Behandlung mit MSCs sicher?

Die Sicherheit des Einsatzes von MSCs konnte in Tierversuchen gezeigt werden. In diesen Studien konnte keine Bildung von Tumoren als Folge der Behandlung beobachtet werden. Einige Forscher konnten sogar krebsbekämpfende Eigenschaften von MSCs nachweisen. Aufzeichnungen der klinischen Untersuchungen der diversen Indikationen von adulten MSCs (nicht-fötal und nicht embryonisch) wurden über mehrere Jahre fortgesetzt. Bisher hatte der Einsatz von MSCs weder tumorgene noch irgendwelche anderen ernsthaften Nebenwirkungen bei Patienten.

Fazit

Augenerkrankungen sind eine Gruppe diverser Krankheiten und Konditionen, die sowohl geerbt als auch erworben sein können und pathologische Veränderungen der Augenstruktur, hauptsächlich der Retina zur Folge haben. Bei vielen Patienten ist die Degradierung der betroffenen Zellen irreversibel und das Sehvermögen kann nicht wiederhergestellt werden. Doch die Entwicklung zellbasierter Ansätze gibt Grund zur Hoffnung für die Verbesserung des Sehvermögens der betroffenen Patienten.

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Dr. Aleksandra Fetyukhina
Dr. Aleksandra Fetyukhina, MD

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