Therapeutischer Nutzen mesenchymaler Stammzellen bei zerebrovaskulären Erkrankungen

Einleitung: Neben der akuten Thrombolyse Therapie der zerebralen Ischämie und eine nach wie vor symptomatisch ausgerichteten Therapie der zerebralen Blutung ist die Regeneration und funktionelle Wiedereingliederung geschädigten Hirngewebes von wachsendem therapeutischem Interesse. Die Gabe von mesenchymalen Stammzellen (MSZ) ist eine vielversprechende Möglichkeit Wachstumsprozesse, Immunreaktionen und neuronale Prozesse positiv zu beeinflussen, bei einfacher und ethisch unbedenklicher Verfügbarkeit. Nachdem erste tierexperimentelle Studien eine Wirksamkeit bei der zerebralen Ischämie nahelegen untersuchen wir den therapeutischen Nutzen von humanen MSZ im tierexperimentellen zerebralen Blutungsmodell der Ratte.

Methoden: Wir konnten zunächst ein „Tracking Verfahren“ entwickeln, welches es ermöglicht applizierte Stammzellen in vivo mittels eines MR-Kontrastmittels nachzuweisen. Ratten wurden mittels stereotaktisch applizierter Kollagenase eine zerebrale Blutung induziert und MSZ i.v. 24h nach Blutung (n=10) appliziert. Mithilfe des Rotarod-Lauftests wurde die funktionelle Einschränkung erfasst. Nach 28 Tagen wurden die Tiere histologisch auf den Verbleib der MSZ (Anti-human Mitochondrien Färbung), der Aktivität von endogenen Stammzellen (BrdU+ Zellen in subventrikulärer Zone) und der Gewebedefektgröße (HE-Färbung) untersucht und gegen Kontrollen (n=10) ohne MSZ verglichen.

Ergebnisse: Die mit MSZ behandelten Versuchstiere zeigten in den folgenden 4 Wochen ein besseres funktionelles Outcome (Tag 7, 10, 17, 24 und 28; p<0,05) im Rotarod-Lauftest und eine raschere Gewichtsnormalisierung trotz ähnlicher Gewebeschädigung (10,9±6,6 mm3 vs. 8,4±4,7 mm3; n.s.). Wir konnten zeigen, dass diese positiven Effekte nicht von einer Integration bzw. Ausdifferenzierung der MSZ zu neuronalen Zellen abhängen, sondern über die Aktivierung von endogenen Stammzellen vermittelt wird (2-fach erhöht, p<0.05).

Zusammenfassung: Ein therapeutischer Effekt von MSZ für das Krankheitsbild der intrazerebralen Blutung ist ersichtlich, aber zudem lässt sich ein grundlegender Mechanismus ableiten: Positive Effekte sind nicht von einer Ausdifferenzierung der Stammzellen abhängig, sondern können von applizierten MSZ multifaktoriell, z.B. durch die Generierung von Wachstumsfaktoren oder Aktivierung endogener Stammzellen hervorgerufen werden.