Dies ist ein Gastbeitrag der Michael J. Fox Foundation for Parkinson’s Research (MJFF). Die MJFF setzt sich für eine Heilung der Parkinson-Krankheit und eine bessere Lebensqualität für die Menschen ein, die heute mit der Krankheit leben. Stammzellen sind dabei ein wertvolles Instrument, um neue Therapien zu entwickeln und mehr über die Krankheit zu erfahren. Weitere Informationen über die Arbeit der Stiftung finden Sie unter www.michaeljfox.org.
Die Parkinson-Krankheit ist eine neurologische Störung, von der einer von 100 Menschen über 60 Jahren betroffen ist. Die Krankheit verursacht eine Vielzahl von Symptomen, darunter motorische Probleme wie Zittern, Muskelsteifheit und verlangsamte Bewegungen sowie nicht-motorische Symptome wie kognitive Beeinträchtigungen, Stimmungsstörungen und autonome Funktionsstörungen. Man schätzt, dass fast 1 Million Menschen in den Vereinigten Staaten und mehr als 6 Millionen weltweit an der Parkinson-Krankheit leiden. Die derzeitigen Behandlungen können einige Symptome lindern, aber keine der verfügbaren Therapien stoppt oder verlangsamt das Fortschreiten der Krankheit.
Wissenschaftler nutzen Stammzellen, um die Parkinson-Krankheit besser zu verstehen und zu behandeln.
Stammzellentherapien
Bei der Parkinson-Krankheit (PD) degenerieren Zellen, die den chemischen Botenstoff Dopamin produzieren, und sterben ab. Die Einführung neuer Dopaminzellen in das Gehirn könnte dazu beitragen, den Verlust von Dopamin zu ersetzen und die Symptome der Krankheit zu verringern. Eine solche Behandlung könnte auch die Nebenwirkungen von Medikamenten verringern. Die langfristige Einnahme des am häufigsten verschriebenen Morbus-Parkinson-Medikaments (Levodopa) und das Fortschreiten der Krankheit können zu Dyskinesien oder unkontrollierten, unwillkürlichen Bewegungen führen.
Stammzellen können im Labor zur Erzeugung vieler anderer Zelltypen verwendet werden, darunter auch Dopaminzellen. Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) werden aus erwachsenen Zellen (in der Regel aus Haut oder Blut) gewonnen und können so manipuliert werden, dass sie sich wie Stammzellen verhalten.
Ende 2017 gaben Forscher im Labor von Jun Takahashi, MD, PhD, am Center for iPS Cell Research and Application an der Kyoto University in Japan bekannt, dass eine Studie, bei der aus iPS-Zellen hergestellte Nervenzellen in die Gehirne von vorklinischen Modellen transplantiert wurden, vielversprechend war. Die transplantierten Zellen waren in der Lage, Dopamin abzusondern und Neuronen im Gehirn zu stimulieren. Die implantierten Zellen überlebten zwei Jahre lang, schienen die Symptome zu verbessern und verursachten keine negativen Nebenwirkungen.
Im Juli 2018 kündigten die Kyoto-Forscher Pläne an, eine klinische Studie zu starten, um das Verfahren auf den Menschen zu übertragen. Die Forscher injizieren dopaminerge Vorläuferzellen – Zellen, die sich zu Neuronen entwickeln, die Dopamin produzieren – direkt in einen Bereich des Gehirns, der mit der neuronalen Degeneration bei der Parkinson-Krankheit in Verbindung steht. Die Wissenschaftler haben die erste Transplantation im Oktober abgeschlossen und planen, bis 2022 sechs weitere Operationen durchzuführen.
In den Vereinigten Staaten untersuchen Forscher andere mögliche Therapieansätze mit Stammzellen. Dr. Lorenz Studer vom Memorial Sloan Kettering Cancer Center gehörte zu dem Team, das als erstes erfolgreich Dopamin-Neuronen aus menschlichen embryonalen Stammzellen entwickelte. Sein Labor entwickelt nun ein Dopamin-Neuronen-Zellprodukt in klinischer Qualität, das aus embryonalen Stammzellen hergestellt wird. Die Zellen wurden erfolgreich in Tiermodellen transplantiert, und das Studer-Labor wird möglicherweise 2019 mit klinischen Versuchen am Menschen beginnen. Mit Unterstützung des MJFF testen Ole Isacson, MD, PhD, und Penelope Hallet, PhD, von der Harvard Medical School weitere vielversprechende therapeutische Ansätze mit Dopamin-Neuronen aus iPS-Zellen und embryonalen Stammzellen.
Stammzellen als Werkzeuge
Stammzellen können auch zur Erstellung von Krankheitsmodellen verwendet werden, um mehr über die molekularen Mechanismen von Parkinson zu erfahren und neue Arzneimittelmoleküle zu testen.
Das National Institute of Neurological Disorders and Stroke (Nationales Institut für neurologische Störungen und Schlaganfall) an den National Institutes of Health (Nationale Gesundheitsinstitute) hat eine frei zugängliche Datenbank mit manipulierten Stammzellen von Parkinson-Patienten, Personen mit genetischen Mutationen, die mit Morbus Parkinson in Verbindung gebracht werden (mit der Krankheit und einem Risiko), und freiwilligen Kontrollpersonen eingerichtet. Die Forscher verwenden diese Zellen, um den Prozess der Parkinson-Krankheit und die Rolle der Genetik zu untersuchen. Sie können auch zum Screening potenzieller Arzneimitteltherapien verwendet werden.
Die Michael J. Fox Foundation stellt ebenfalls Stammzellen für wissenschaftliche Projekte zur Verfügung. Die von der MJFF gesponserte Parkinson’s Progression Markers Initiative (PPMI) Studie stellt qualifizierten Forschern iPS-Zellen kostenlos zur Verfügung. Die Studie stellt mehr als 130 Zelllinien aus ihren verschiedenen Kohorten zur Verfügung: Personen mit Parkinson, Kontrollteilnehmer und Freiwillige mit einem Risiko für die Entwicklung von Parkinson. In Verbindung mit den umfassenden molekularen, klinischen und bildgebenden Daten, die im Rahmen von PPMI gesammelt werden, können diese Zellen ein leistungsfähiges Instrument sein, um zu verstehen, was bei Parkinson anders ist und wie Wissenschaftler diese Funktionsstörung mit neuen Behandlungen angehen können.
Die Zukunft
Die Stammzellenforschung könnte den Wissenschaftlern helfen, die Pathologie von Parkinson besser zu definieren, neue Medikamente zu testen und neue Behandlungen zu entwickeln. Es gibt noch einige Herausforderungen zu bewältigen; es muss noch daran gearbeitet werden, robuste Zellen zu erzeugen, die sowohl qualitativ als auch quantitativ im Gehirn überleben und angemessen funktionieren können. Die Wissenschaftler untersuchen, welche Zellquelle (induzierte pluripotente oder embryonale Zellen) am wirksamsten ist, und sie müssen sicherstellen, dass jede Behandlung sicher ist, bevor sie weit verbreitet wird.
Die Dynamik nimmt jedoch zu, und eine bessere Technologie und ein besseres Verständnis der Krankheit treiben das Feld in Richtung neuer Behandlungen voran.
Erfahren Sie mehr über Stammzellen von der Michael J. Fox Foundation und dem ISSCR.