Nabelschnurblutstammzellen

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AlsNabelschnurblutstammzellen bezeichnet manStammzellen, die ausNabelschnurblut oder auchPlazentarestblut nach der Abnabelung des Kindes gewonnen werden.

Seit Ende der 1980er-Jahre weiß man, dass Nabelschnurblut reich an Stammzellen ist, die in der Lage sind, das blutbildende System wiederherzustellen. Der Grund dafür ist die Wanderung derBlutbildung, die während der fetalen Entwicklung inLeber undMilz ansässig ist, in dasKnochenmark. Diese Wanderung erfolgt im letztenSchwangerschaftsdrittel über denBlutkreislauf des Kindes. Dadurch finden sich zum Zeitpunkt der Geburt im Blut des Kindes und damit auch im Restblut von Nabelschnur und Plazenta außergewöhnlich viele Stammzellen.

Nabelschnurblutstammzellen wurden 1988 erstmals durch die französische Ärztin Eliane Gluckman in Paris medizinisch genutzt, um ein Kind mitFanconi-Anämie zu behandeln. Bis 2011 sind über 20.000-mal Nabelschnurblutstammzellen, überwiegend als Fremdtransplantation, zum Einsatz gekommen (→Stammzelltransplantation), und über 600.000 Spenden waren aufbewahrt.[1] Es wurden bisher ungefähr 50 000 Nabelschnurblut Transplantationen durchgeführt.[2]

Inhaltsverzeichnis

Eigenschaften

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Vorteile von Nabelschnurblutstammzellen gegenüber Stammzellen vomKnochenmark:[3]

  • risikoarm zu gewinnen
  • Bevorratung von Stammzell-Präparaten für ethnische Minderheiten und Kinder mit gemischter ethnischer Herkunft
  • geringe Kontamination mit latent vorhandenenViren undTumorzellen
  • sofortige Verfügbarkeit durch Langzeitlagerung (Kryokonservierung)
  • bessere Verträglichkeit, wenn dieHLA-Merkmale von Spender und Empfänger nicht übereinstimmen
  • einfache Bereitstellung im Bedarfsfall an Stelle einer aufwändigen Koordinierung zwischen Knochenmarkentnahmezentrum undTransplantationszentrum
  • hohes Vermehrungspotenzial der Stammzellen
  • hohesDifferenzierungs­potenzial der Stammzellen
  • geringeres Risiko für erworbenechromosomale Veränderungen undMutationen[4]

Bereits nachgewiesen wurde die Fähigkeit von Nabelschnurblutstammzellen, sich nicht nur zu Blutzellen, sondern auch zuNerven-,Leber-,Blutgefäß-,Muskel-,Knochen-,Knorpel- undInselzellen zu entwickeln. Diese Eigenschaft wird in derBiotechnologie zur Regeneration von Körpergewebe genutzt. Dies wurde bisher jedoch nicht am Menschen eingesetzt.

Aktuelle Untersuchungen zeigen zudem, dass Nabelschnurblutzellen gut für die Reprogrammierung zuinduzierten pluripotenten Stammzellen geeignet sind. Gegenüber den bisher für die Reprogrammierung genutzten Zellen von Erwachsenen etwa aus derHaut haben sie den Vorteil, dass sie keine altersbedingtengenetischen undepigenetischen Veränderungen und keinen Verlust anTelomerase-Aktivitäten aufweisen.[4][5]

Nachteile von Nabelschnurblutstammzellen gegenüber Stammzellen vom Knochenmark:

  • begrenzte Menge
  • nur bei der Geburt eines Kindes zu gewinnen
  • längereAplasie der Blutbildung, verglichen mit Knochenmark-Stammzellen

Ferner wird kritisiert, dass die Spende unnötige Personalressourcen in den Geburtskliniken binde.[6] Ein frühzeitiges Abklemmen der Nabelschnur zur Nabelschnurblutspende widerspricht aktuellen Standards und führt zu einem Abfall der kindlichen Blutmenge.[7]

Gendefekte, die z. B. zurLeukämie oder zuDiabetes mellitus Typ I führen können, sind auch im Nabelschnurblut vorhanden.

Anwendung von Nabelschnurblut

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Behandlung von Kindern und Erwachsenen

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Der Nachteil bei derTransplantation von Nabelschnurblut verglichen mit Knochenmarkstammzellen liegt in der geringeren Menge an Stammzellen, die verfügbar ist. Nur bei einer ausreichenden Zellzahl ist die Behandlung erwachsener Patienten möglich. Stammzelltransplanteure empfehlen derzeit eine minimale Zelldosis zwischen 10 und 30 Millionen kernhaltiger Zellen (mononuclear cells, MNC) pro Kilogramm Körpergewicht des Empfängers, wenn Spender und Empfänger nicht identisch sind (allogene Transplantation). Wird die empfohlene Zelldosis zur Behandlung Erwachsener nicht erreicht, so kann die gleichzeitige Transplantation von zwei Nabelschnurblutpräparaten eine Alternative sein.

Angesichts der Vorteile von Nabelschnurblut wie die bessere Verträglichkeit und die sofortige Verfügbarkeit gewinnt die Nabelschnurbluttransplantation jedoch auch bei Erwachsenen an Bedeutung. Derzeit wird in den USA beispielsweise bei 20 % aller Stammzelltransplantationen Nabelschnurblut verwendet, in Japan liegt die Nabelschnurblutquote für Kinder und Erwachsene gemeinsam bereits bei 50 %.[8]

Allogene Transplantation (Fremdtransplantation)

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Die allogene Transplantation von Nabelschnurblut ist derzeit der Regelfall. Dabei werden dem Patienten Nabelschnurblutstammzellen übertragen, die nicht von ihm selbst, sondern einem geeigneten Spender stammen. Wenn es sich nicht um eine gerichtete Spende handelt, werden dabei Nabelschnurblutstammzellen aus Stammzellregistern verwendet. Allogene Nabelschnurblutstammzellen werden derzeit vor allem beiLeukämien, Blutbildungsstörungen und genetisch bedingten Erkrankungen angewendet. Etwas mehr als ein Drittel aller allogenen transplantierten Nabelschnurblute wurde bei Erwachsenen eingesetzt.

Autologe Transplantation (Eigentransplantation)

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Bislang sind etwa 130 Fälle von körpereigenen (autologen) Nabelschnurbluttransplantationen bekannt.[9] Die erste Anwendung autologer Nabelschnurblutstammzellen erfolgte 1999 bei einem Kind mit einemNeuroblastom in Brasilien.[10] Neben Tumorerkrankungen wie Neuroblastom oder Retinoblastom sind nach Angaben von autologen Nabelschnurblutbanken auch Fälle von Knochenmarksversagen (aplastische Anämie), Diabetes Typ 1 und frühkindlichen Hirnschäden mit eigenem Nabelschnurblut behandelt worden.

2009 wurde an der Universitätsklinik in Bochum eine zerebrale Kinderlähmung bei einem 2,5-jährigen Jungen erstmals erfolgreich mit körpereigenem Nabelschnurblut behandelt.[11]

Nebenwirkungen

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2011 beobachtete eine Studie 104 Patienten nach der Stammzelltransplantation aus Nabelschnurblut. Rund 10 % entwickelten einefeingeweblich fassbare chronischeDickdarmentzündung mit oft granulomatöser Entzündung.[12]

Konservierung von Nabelschnurblut

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Als Spende an ein Stammzellregister

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Die Spende an ein Stammzellregister dient dazu, einen Pool an Stammzellpräparaten aufzustellen, auf denOnkologen undHämatologen im Bedarfsfall zugreifen können. Durch dieKryokonservierung ist es zudem möglich, Stammzellen für Patienten mit relativ selten vorkommender genetischer Ausstattung oder gemischter ethnischer Herkunft zu bevorraten und so die Spendersuche im Anwendungsfall zu verkürzen.

Die Spende ist für die Eltern kostenlos, da die Kosten durch Spendergelder (z. B. von derJosé-Carreras-Stiftung) und Abgabegebühren, die die Krankenkasse des Patienten bezahlt, gedeckt werden.

Nabelschnurblut kann in Deutschland an die Stammzellregister in Düsseldorf, Mannheim,München, Freiburg, Erlangen, Dresden sowie Hannover gespendet werden. Diese Register arbeiten mit ungefähr 75 Krankenhäusern in zahlreichen deutschen Städten zusammen. Nur in jenen kooperierenden Kliniken ist derzeit die Entnahme möglich.[13]In der Schweiz sind Kliniken in Basel, Bern, Genf, Liestal und Lugano für die Nabelschnurblutspende eingerichtet.[14]

Als (gerichtete) Spende zur Behandlung eines erkrankten Familienmitglieds

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Stammzellen eines nahen Verwandten, vorzugsweise Geschwister, sind bei vorliegender Übereinstimmung der Gewebeverträglichkeit gut zur Transplantation geeignet. Dazu wird das Nabelschnurblut bei schon vorliegender Erkrankung zielgerichtet zur späteren Behandlung des Patienten gewonnen und aufbereitet. Nach einer Auswertung über rund 500 Nabelschnurblut-Transplantationen unterHLA-identischen Geschwistern kommtEurocord zu dem Schluss, dass das Verfahren gute Ergebnisse zeigt.[15]

Die (gerichtete) Nabelschnurblutspende ist für die Eltern kostenfrei und wird sowohl von den Stammzellregistern als auch privaten Nabelschnurblutbanken angeboten. Dadurch ist die Nabelschnurblutspende für Familienmitglieder flächendeckend möglich.

Als Eigenkonservierung zur privaten Vorsorge

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Die Eigenkonservierung von Nabelschnurblut (autologe Einlagerung) zur privaten Vorsorge wird kontrovers diskutiert: Hauptkritikpunkt ist, dass die Wahrscheinlichkeit, eigene Stammzellen im Kindesalter zu benötigen, sehr gering ist. Hinzu kommt, dass beihämatologischen Erkrankungen des Kindes zu prüfen ist, ob die Stammzellen bereits die Disposition zur Entwicklung der Krankheit enthalten. Die Nutzung von Nabelschnurblut zur Therapie von Erkrankungen bei Erwachsenen hält dieBundesärztekammer in ihrer Richtlinie von 1999 noch für spekulativ.[16] Deutliche Kritik kommt auch vom Vorsitzenden der Deutschen Gesellschaft für Hämatologie und Onkologie,Gerhard Ehninger, der das kommerzielle Einfrieren von Nabelschnurblut für „Geschäftemacherei“ hält.

Da sich im Nabelschnurblut jedoch auchpluripotente undproliferationsfähige Stammzellen befinden, gibt es andererseits Anlass zur Hoffnung, dass sich daraus in der Zukunft spezielleGewebe oder Zellverbände zur Behandlung schwerer Erkrankungen züchten bzw. neue stammzellbasierte Behandlungsformen entwickeln lassen.[17] Mitte August 2012 war beimNational Institutes of Health,USA, bereits über ein Dutzend Studien mit dem eigenen Nabelschnurblut registriert.[18] Ein Schwerpunkt ist die Behandlung von Kindern mitzerebraler Lähmung und weiteren frühkindlichen Hirnschäden. Bereits seit 2005 werden an der Duke University, Durham, USA, Patienten mit dem eigenen Nabelschnurblut behandelt.[19] Eine südkoreanische Pilotstudie mit 20 Patienten kommt 2012 zu dem Schluss, dass dieTransfusion des eigenen Nabelschnurbluts beiZerebralparese machbar und sicher ist. Allerdings seien die neurologischen Verbesserungen bei Kindern mitDiplegie undHemiplegie signifikant höher als bei solchen mitTetraplegie.[20] Außerdem hat die internationaleJuvenile Diabetes Research Foundation in Kooperation mit der University of Florida, Gainesville, USA, eine Studie zur Behandlung desDiabetes mellitus Typ 1 begonnen.[21] Nach ersten Einschätzungen könnte die Therapie mit eigenem Nabelschnurblut zur Aufrechterhaltung der Insulin-Produktion im Körper des Patienten beitragen. Insgesamt sind diese Therapien im sehr frühen experimentellen Stadium mit ungewissem Ausgang.

Die Eigenkonservierung von Nabelschnurblut ist für die Eltern kostenpflichtig. Die Kosten betrugen in Deutschland im Jahr 2009 ungefähr 1200 bis 2500 Euro für die ersten zwanzig Lagerjahre.[22] Bislang sind nur wenige Fälle bekannt, in denen die Kosten anteilig von Krankenkassen erstattet wurden. Die Eigenkonservierung ist in Deutschland weitgehend flächendeckend möglich.

Es gibt in Deutschland nur sehr wenige Anbieter, die eine private Einlagerung ermöglichen. Zu den beiden größten gehörenVita 34 mit Sitz in Leipzig und eticur mit Sitz in München. Eticur arbeitet mit der Stammzellbank imUniversitätsklinikum Erlangen zusammen, Vita34 gilt seit 1997 als die erste private Stammzellenbank Europas. Preislich liegen beide bei einer Lagerungszeit von 25 Jahren bei 2.600 bis 2.700 Euro.[23]

Als Spende für die Stammzellforschung

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Bei der Nabelschnurblutspende für die Forschung werden die Stammzellen genutzt, um deren Wirkungsweise zu untersuchen und neue stammzellbasierte Therapien zur Behandlung von Krankheiten zu gewinnen.

Die Spende für die Stammzellforschung wird von den Stammzellregistern,[24] universitären Einrichtungen sowie privaten Nabelschnurblutbanken angeboten. Sie ist für die Eltern kostenfrei, aber nicht flächendeckend möglich.[25]

Eine Spende kann nicht durchgeführt werden, wenn die Mutter in den Wochen vor der Geburt Blutprodukte erhalten hat. Hierzu zählt auch dieAnti-D-Prophylaxe beiRhesus-Inkompatibilität.

Langzeitlagerung von Stammzellen

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In Studien wurde nachgewiesen, dass Nabelschnurblut-Stammzellen über 20 Jahre halten, ohne ihre Vitalität und Proliferationsfähigkeit zu verlieren.[26] Nach Ansicht desFraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik sind Stammzellen theoretisch über mehrere Jahrhunderte lagerfähig, ohne an Potenzial einzubüßen.

Grund dafür ist, dass die Lebensprozesse im Zellinneren bei Temperaturen unter −130 °C vollständig zum Erliegen kommen. Theoretisch sind die Stammzellen so unbegrenzt haltbar. „Die einzige Begrenzung der Lagerdauer liegt in derkosmischen Strahlung begründet, die auch die Zellproben im gefrorenen Zustand und im Stahltank permanent trifft“.

Literatur

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  • Verena Reimann, Ursula Creutzig, Gesine Kögler:Stammzellen aus Nabelschnurblut in der Transplantations- und regenerativen Medizin. In:Deutsches Ärzteblatt, 106. Jg., Nr. 50, 2009, S. 831–836 (Übersichtsarbeit;online).

Einzelnachweise

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  1. Eliane Gluckman, Annalisa Ruggeri, Fernanda Volt, Renato Cunha, Karim Boudjedir, Vanderson Rocha:Milestones in umbilical cord blood transplantation. In:British Journal of Haematology. 154, 2011, S. 441,doi:10.1111/j.1365-2141.2011.08598.x.
  2. D. Surbek, G. Manegold-Brauer, G.M. Baerlocher: Expertenbrief NO 87-Nabelschnurblut-Stammzelleinlagerung öffentlich – privat/familiär – hybrid. In: Www.sggg.ch. Schweizerische Gesellschaft für Gynäkologie und Geburtshilfe, 29. April 2024, abgerufen am 8. Februar 2025 (deutsch). 
  3. Bone Marrow Transplantation 2001, 27:1-6)
  4. abHaase et al.doi:10.1016/j.stem.2009.08.021
  5. Alessandra Giorgetti, Nuria Montserrat u. a.:Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Human Cord Blood Using OCT4 and SOX2. In:Cell Stem Cell. 5, 2009, S. 353,doi:10.1016/j.stem.2009.09.008.
  6. L. C Edozien:NHS maternity units should not encourage commercial banking of umbilical cord blood. In:BMJ. 333, 2006, S. 801,doi:10.1136/bmj.38950.628519.68.
  7. Eileen K. Hutton, Eman S. Hassan:Late vs Early Clamping of the Umbilical Cord in Full-term Neonates. In:JAMA. 297, 2007, S. 1241–1252,doi:10.1001/jama.297.11.1241.
  8. Human Immunology 2006, 67:398–404
  9. Parent's Guide to Cord Blood-Foundation: Children who used their own cord blood. Archiviert vom Original am 30. September 2009; abgerufen am 8. Oktober 2009 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.parentsguidecordblood.org 
  10. Bone Marrow Transplant. 1999, 24(9):1041
  11. Presseinformation 151 derRuhr-Universität Bochum vom 21. Mai 2013
  12. A. F. Herrera, G. Soriano, A. M. Bellizzi, J. L. Hornick, V. T. Ho, K. K. Ballen, L. R. Baden, C. S. Cutler, J. H. Antin, R. J. Soiffer, F. M. Marty:Cord colitis syndrome in cord-blood stem-cell transplantation. In:The New England Journal of Medicine. Band 365, Nummer 9, September 2011, S. 815–824,doi:10.1056/NEJMoa1104959,PMID 21879899.
  13. Deutsche Knochenmarkspenderdatei: Liste der DKMS Entnahmekliniken. Abgerufen am 9. August 2021. 
  14. Schweizerische Stiftung Blut-Stammzellen: Wo kann man Nabelschnurblut spenden?
  15. E. Gluckman, A. Ruggeri, V. Rocha, E. Baudoux, M. Boo, J. Kurtzberg, K. Welte, C. Navarrete, S. M. van Walraven:Family-directed umbilical cord blood banking. In:Haematologica. Band 96, Nummer 11, November 2011, S. 1700–1707,doi:10.3324/haematol.2011.047050,PMID 21750089,PMC 3208689 (freier Volltext) (Review).
  16. Stellungnahme der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Knochenmark- und Blutstammzelltransplantation (Memento desOriginals vom 11. Juli 2013 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.dag-kbt.de
  17. BMBF-Broschüre zu Nabelschnurblut (Memento desOriginals vom 24. Mai 2006 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.bmbf.de
  18. NIH: Studies with search of: autologous cord blood. 2012, abgerufen am 7. August 2012 (englisch). 
  19. pediatrics.duke.edu: Study Amazing Recovery Attributed to Cord Blood (Memento desOriginals vom 5. März 2011 imInternet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/pediatrics.duke.edu (2. Oktober 2008)
  20. Lee et al. Journal of Translational Medicine 2012, 10:58
  21. jdrf.org: Study Name: Transfusion of Autologous Umbilical Cord Blood to Reverse Hyperglycemia in Children with Type 1 Diabetes@1@2Vorlage:Toter Link/www.jdrf.org (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im Mai 2019.Suche in Webarchiven)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis. (2. Oktober 2008)
  22. Parent's Guide to Cord Blood-Foundation: Tables of Private Bank Features & Pricing. Archiviert vom Original am 28. März 2009; abgerufen am 24. März 2009 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/parentsguidecordblood.org 
  23. Nabelschnurblut-Anbieter.de. Nabelschnurblut-Anbieter.de Redaktion, abgerufen am 6. Februar 2020. 
  24. Deutsche Knochenmarkspenderdatei: DKMS Nabelschnurblutbank. Abgerufen am 9. März 2012. 
  25. Deutsche Knochenmarkspenderdatei: Liste kooperierender Kliniken. Archiviert vom Original am 11. März 2012; abgerufen am 9. März 2012.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.dkms-nabelschnurblutbank.de 
  26. Broxmeyer, H.E. et al.:Hematopoietic stem/progenitor cells, generation of induced pluripotent stem cells, and isolation of endothelial progenitors from 21- to 23.5-year cryopreserved cord blood. Blood. 2011 May 5;117(18):4773-7.
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