Blutbildung aus Stammzellen

Unser Blut besteht aus gelösten Bluteiweißen, die im Serum bzw. Plasma enthalten sind, und den Blutzellen, die wichtige Funktionen für den gesamten Organismus übernehmen. So sind die roten Blutkörperchen oder Erythrozyten vor allem für den Sauerstofftransport zuständig, der über den in den Erythrozyten enthaltenen Blutfarbstoff, das Hämoglobin, erfolgt. Die Blutplättchen oder Thrombozyten haben wichtige Funktionen bei der Blutgerinnung, sie dichten Verletzungen der Gefäßwand ab. Die weißen Blutkörperchen oder Leukozyten sind entscheidend für die Abwehr und Bekämpfung von Infektionen und unterteilen sich in die Granulozyten, die für die rasche Zerstörung und Abwehr von Bakterien zuständig sind und z.B. auch Eiter bilden, die Monozyten, die zu spezialisierten Freßzellen im Gewebe, den Makrophagen werden, und die Lymphozyten, die auf die Abwehr von Virusinfektionen und die Bildung von Antikörpern spezialisiert sind. Diese Blutzellen haben entsprechend ihrer Funktionen nur eine begrenzte Lebensdauer und müssen deshalb ständig erneuert werden. Der Ort der Blutbildung ist das Knochenmark, das im ganzen Körper in den Hohlräumen der Knochen verteilt ist und in ständigem Austausch mit dem Blut ist. Im Knochenmark werden aus wenigen Vorläufer- oder Stammzellen durch zahlreiche Zellteilungen und Reifungsschritte ständig alle Formen der Blutzellen in großer Zahl neu gebildet. Sobald sie ausgereift sind, treten sie dann ins Blut über. Unter bestimmten Bedingungen wird aber diese Knochenmark-/Blutschranke durchlässig und läßt Vorstufen der Blutbildung oder sogar Stammzellen auch ins Blut übertreten.

Bösartige Erkrankungen des Knochenmarks und Knochenmarksversagen

Auf jeder Stufe der Blutbildung kann es leider zur Entartung dieser Zellen kommen. Sie unterliegen dann nicht mehr der komplizierten Feinregulation des normalen Wachstums der Blutzellen und vermehren sich unkontrolliert. Spielt sich diese unkontrollierte Vermehrung im Knochenmark und bei Durchlässigkeit der Knochenmarks-/Blutschranke im Blut ab, dann liegt eine Leukämie vor. Betrifft sie die reiferen Lymphozyten, die bereits in die Lymphknoten und das Blut ausgewandert sind, dann spricht man von einem Lymphom. Die weitere Einteilung dieser Erkrankungen erfolgt entsprechend der Entwicklungsebene, auf der die Entartung erfolgt, und nach der Geschwindigkeit des Wachstums dieser Zellen. Bei der akuten Leukämie wachsen entweder die Vorläuferzellen der Granulozyten oder Monozyten (Akute myeloische Leukämie, AML) oder der Lymphozyten (ALL) unkontrolliert. Sie verdrängen rasch die gesunden Zellen der Blutbildung und führen dann zu den Symptomen der Fehlfunktion des Knochenmarks wie Abwehrschwäche mit nachfolgenden Infektionen und Fieber oder Blutungsneigung. Die Leukozytenwerte im Blut können dabei stark erhöht sein, wenn die bösartigen Zellen aber nicht aus dem Knochenmark austreten, auch erniedrigt. Bei den chronischen Leukämien sind die Zellen noch in der Lage, auszureifen, wachsen aber unkontrolliert wie z.B. bei der chronisch myeloischen Leukämie (CML), die die Granulozyten oder Thrombozyten betrifft. Dies führt dann zu Symptomen der Zellvermehrung wie Knochenschmerzen oder einer Vergrößerung von Leber und Milz. Auf Grund der vielfältigen Reifungs- und Teilungsschritte der Blutbildung gibt es auch entsprechend vielfältige Unterformen der Leukämien, die alle eine differenzierte Behandlung erfordern und die Sie genauer mit Ihrem Arzt besprechen können. Wenn die Entartung der Knochenmarkzellen mit einer Wachstumsstörung einhergeht, dann entsteht eine der Leukämie verwandte Erkrankung, das myelodysplastische Syndrom (MDS). Neben den bösartigen Erkrankungen der Blutbildung kann es aber auch zu einem Ausfall der Nachbildung von Blutzellen aus dem Knochenmark kommen, die wichtigsten Erkrankungen sind hier die aplastische Anämie oder bestimmte schwere Immundefekterkrankungen.

Behandlung dieser Erkrankungen

Kommt es zum Auftreten einer akuten Leukämie, dann verdrängen die bösartigen Zellen die gesunden Knochenmarkzellen und führen zu Symptomen des Knochenmarkversagens wie Infektionen, Blutarmut (Anämie) und Blutungsneigungen. In dieser Situation muß versucht werden, durch eine starke Chemotherapie, die über 7 bis 10 Tage geht, die kranken Zellen zu zerstören und den verbleibenden gesunden Stammzellen die Chance zur Erholung zu geben. In der Regel sind hierzu mehrere Zyklen dieser intensiven Chemotherapie nötig. Bei einigen Patienten und abhängig von der Unterform der Leukämie reicht diese Behandlung aus, um eine dauerhafte Rückbildung der Leukämie (eine Remission) zu erreichen. Häufig überleben aber selbst bei Erreichen einer Remission und vollständiger Normalisierung des Blutbildes noch einzelne Leukämiezellen, die irgendwann wieder zu wachsen beginnen und einen Rückfall (ein Rezidiv) verursachen zu können. Um dies zu verhindern und die Chancen auf eine Heilung der Leukämie zu erhöhen, wird als abschließende Behandlung eine sehr hochdosierte Therapie durchgeführt, die das Knochenmark und die darin enthaltenen bösartigen Zellen maximal zerstören soll. Nach einer solchen Therapie kann sich die Blutbildung nur wieder erholen, wenn gesunde Stammzellen der Blutbildung im Anschluß an diese hochdosierte Therapie transplantiert werden. Diese Stammzellen können vorher von Ihnen selbst gewonnen werden, dann spricht man von einer autologen Transplantation. Erhalten Sie Stammzellen von einem gesunden Familien- oder auch Fremdspender, so wird dies als allogene Transplantation bezeichnet. Bei bestimmten Erkrankungen wie bei der CML und bei einigen Formen des MDS ist vor der allogenen Transplantation keine intensive Chemotherapie erforderlich, hier reicht dann die Hochdosistherapie unmittelbar vor der Transplantation, die sog. Konditionierungsbehandlung aus, um die Erkrankung weitgehend zurückzudrängen.

Wie gewinnt man Stammzellen für eine Transplantation?

Bei der autologen Stammzelltransplantation werden heute meistens Blutstammzellen eingesetzt. Diese werden während der Phase der Leukozytenerholung nach einer Chemotherapie und durch die Gabe von Wachstumsfaktoren der Blutbildung wie das G-CSF (Neupogenâ, Granocyteâ) vermehrt in das Blut ausgeschwemmt. Man kann das Auftauchen dieser Vorläuferzellen im Blut durch eine einfache, aber engmaschig erforderliche Messung der sog. CD34 positiven Blutzellen überwachen. Wenn sie eine ausreichende Zahl erreicht haben, kann man sie in einer oder mehreren Zellsammlungen aus dem Blut gewinnen: Ihr Blut läuft dabei aus einer Vene durch eine Art Zentrifuge, und die Zellen werden abgetrennt, während die restlichen Blutbestandteile direkt in eine andere Vene zurückgeleitet werden. Diesen Vorgang bezeichnet man als Leukapherese.

Bei der allogenen Transplantation werden die Stammzellen meistens durch die Entnahme von Knochenmark aus den Beckenkämmen des Spenders gewonnen. Für eine Knochenmarktransplantation braucht man ca. 1,0 bis 1,2 l Knochenmarkblut, so daß zahlreiche Punktionen an beiden vorderen und hinteren Beckenkämmen durchgeführt werden müssen. Deshalb wird die Knochenmarkentnahme in Vollnarkose durchgeführt. Der Spender hat noch für einige Tage Schmerzen an den Punktionsstellen, kann aber die Klinik in der Regel am nächsten Tag verlassen. Für die Blutbildung des Spenders hat die Knochenmarkentnahme keinen dauerhaften Nachteil, da die Stammzellen des Knochenmarks den geringen Verlust rasch ausgleichen. Der Blutverlust wird durch eine vorher gewonnene Eigenblutkonserve ausgeglichen.

Auch von einem gesunden Spender kann man nach fünftägiger Spritzenbehandlung mit dem Wachstumsfaktor G-CSF (Neupogenâ, Granocyteâ) Stammzellen aus dem Blut für eine Transplantation mittels Leukapherese gewinnen. Ob diese Stammzellen von gleicher Qualität wie die Knochenmarkzellen sind und für den Patienten gleichwertig wie die Gabe von Knochenmark sind, wird gegenwärtig in großen klinischen Studien (siehe unten) untersucht.

Spendersuche

Da die HLA-Eigenschaften jeweils zu gleichen Teilen von Mutter und Vater auf die Kinder vererbt werden, besteht unter Geschwistern eine 25 - 30%ige Chance, daß sie HLA-identisch sind. Die Spendersuche beginnt deshalb immer mit der Typisierung der HLA-Merkmale aus Ihrem Blut und dem Ihrer Geschwister und Eltern. Findet sich unter Ihren Geschwistern kein passender Spender, so besteht abhängig von Ihrem HLA-Typ die allerdings seltenere Möglichkeit (etwa 5%), z.B. bei Cousinen oder Cousins eine weitgehende HLA-Übereinstimmung zu finden. In allen anderen Fällen ist es heute möglich, in großen, in Deutschland und weltweit aufgebauten Dateien nach einem zufällig die gleichen HLA-Merkmale tragenden fremden, unverwandten Spender zu suchen. Dazu melden wir Ihren HLA-Typ an das zentrale Knochenmark Register Deutschlands (ZKRD). Die dortigen Mitarbeiter sehen nach, ob in den deutschen oder in den internationalen Fremdspenderdateien Spender mit Ihrem HLA-Typ gemeldet sind. Ist ein Spender mit passendem HLA-Typ gemeldet, müssen weitere HLA-Typisierungen aus Ihrem Blut und dem des potentiellen Spenders durchgeführt werden (Bestätigungstest), um die Übereinstimmung abzusichern. Erst wenn diese auch für eine weitgehende Übereinstimmung sprechen, kann die Transplantation konkret geplant werden. Aus diesem Ablauf ist es verständlich, daß die Planung einer Fremdspender-Transplantation in der Regel mehrere Monate dauert. Die mittlere Wahrscheinlichkeit, daß zufällig ein unverwandter Spender das gleiche HLA-Muster wie Sie hat, liegt bei 1:100.000, manchmal günstiger, leider manchmal aber auch sehr viel ungünstiger bei 1:3 Millionen oder mehr. Aus diesem Grund ist es verständlich, daß weltweit sehr viele Knochenmarkspender gemeldet sein müssen (z.Zt. 5 Millionen), um möglichst vielen Patienten einen Spender zu vermitteln, und daß wir die Bevölkerung ermuntern, sich in solche Dateien aufnehmen zu lassen.