cellule staminali · medicina rigenerativa · Juli 02, 2023

Mesenchymale Stammzellen: Ein umfassender Leitfaden

di Alberto Regis

Ausdauerzellen mesenchymal: Eine vollständige Anleitung

Entdecken Sie die grundlegenden Konzepte von mesenchymale Stammzellen, ihre Rolle in der regenerativen Medizin und das Potenzial therapeutische Anwendungen.

Was sind die mesenchymale Stammzellen?

Der Ausdauerzellen Sie sind die Hauptquelle des Organismus, Zellen, aus denen alle anderen entstehen. Sie zeichnen sich durch zwei Eigenschaften aus: die Fähigkeit zur Differenzierung entlang verschiedener Abstammungslinien und die Fähigkeit zur Selbsterneuerung. Es gibt zwei Haupttypen von Stammzellen: embryonale Stammzellen und mesenchymale Stammzellen.

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind eine Art Stammzellen, die im Bindegewebe und in festen Organen vorkommen. Diese Zellen verfügen über die einzigartige Fähigkeit, sich in verschiedene Gewebetypen zu differenzieren, wie z. B. Nabelschnur, Endometriumpolypen, Menstruationsblut, Knochenmark, Fettgewebe usw.

Was sind die Merkmale der Ausdauerzellen mesenchymal?

MSCs verfügen außerdem über immunmodulatorische Eigenschaften und die Fähigkeit, Wachstumsfaktoren abzusondern, was sie für therapeutische und regenerative Anwendungen sehr interessant macht.

Mesenchymale Stammzellen sind Stromazellen, die die Fähigkeit zur Selbsterneuerung besitzen und zudem eine Multilinien-Differenzierung aufweisen, was sie für therapeutische und regenerative Anwendungen sehr interessant macht. Sie sind in der Lage, die Immunantwort zu modulieren und das Immunsystem je nach Kontext sowohl im stimulierenden als auch im unterdrückenden Sinne zu beeinflussen.

In welchen Geweben können mesenchymale Stammzellen isoliert werden?

Der mesenchymale Stammzellen kann aus verschiedenen Geweben des menschlichen Körpers isoliert werden, darunter:

Knochenmark: ist eines der Hauptgewebe, aus dem MSCs isoliert werden, normalerweise aus dem Beckenkamm der Hüfte. Bei diesem Verfahren handelt es sich um einen minimalinvasiven chirurgischen Eingriff.
Fettgewebe: Auch als Fett bekannt, ist es eine reichhaltige Quelle für MSM. Die Probenentnahme kann durch Fettabsaugung oder Lipektomie erfolgen. Diese Methode ist weniger invasiv als die Knochenmarksentnahme.
Nabelschnur: Wird im Allgemeinen nach der Geburt entsorgt und ist eine wertvolle Quelle für MSM.
Plazenta: ist ein weiteres Gewebe, das reich an MSM ist. Diese Quelle gilt als ethisch vertretbar, da Plazentagewebe in der Regel verworfen wird.
Blut: MSCs können auch durch eine Blutentnahme isoliert werden.

Aus Knochenmark gewonnene mesenchymale Stammzellen

Aus dem Knochenmark stammende mesenchymale Stammzellen sind eine der häufigsten und am häufigsten untersuchten Quellen bei MSCs. Knochenmark ist das Weichgewebe im Inneren der Knochen, reich an Nährstoffen und MSCs und mit großem Potenzial für die Regeneration und Differenzierung in verschiedene Zelltypen.

Die Fähigkeit von Zellen, die aus dem Knochenmark stammen, sowohl fötaler als auch adulter, zeigen eine bessere Chondrogenese als Zellen, die aus der Lunge und der Plazenta stammen, was durch das Auftreten der für Knorpel typischen morphologischen Merkmale, die Intensität der Toluidinblau-Färbung und die Expression gezeigt wird der Kollagentypen II, IX und X. (2)

Klinische Studien haben gezeigt, dass aus Knochenmark gewonnene MSCs erfolgreich zur Behandlung bestimmter Erkrankungen wie Rückenmarksverletzungen, Arthrose, Osteoporose und Knochendefekten eingesetzt werden können.

Aus Fettgewebe gewonnene mesenchymale Stammzellen

Frühere Studien haben bestätigt, dass mesenchymale Stammzellen dazu gebracht werden können, sich in hepatozytenähnliche Zellen zu differenzieren, also Leberzellen, die fast alle Funktionen des Organs im Zusammenhang mit seiner Stoffwechselaktivität erfüllen.

Diese Eigenschaft wurde bei MSCs im Fettgewebe gefunden und macht sie zur Bekämpfung von Leberversagen geeignet. In einer aktuellen Studie wurde das Fettgewebe einer jungen Frau nach einer Fettabsaugung verwendet und untersucht, um seine tatsächliche Funktion im Lebersystem zu überprüfen: Die durchgeführten Experimente zeigten, wie die Zellen auf dem Tester eine signifikante Senkung der AST, der Aspartataminotransferase, herbeiführten nach nur einem Behandlungstag. (3)

Dies zeigte die Fähigkeit von MSCs, die Immun- und Migrationsreaktion zu modulieren, was ein enormes Versprechen für die Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten und Verletzungen darstellt.

Mesenchymale Stammzellen, die aus der Nabelschnur stammen

Ein weiteres Gewebe, dessen MSCs sich als hervorragend zur Bekämpfung von Leberversagen erwiesen haben, ist das der Nabelschnur. Menschliche Nabelschnurmatrix-Stammzellen stellen eine neue Quelle dar, da die Anzahl der MSCs aus Knochenmark und Fettgewebe mit zunehmendem Alter deutlich abnimmt. (4)

Laut einer Studie bieten Nabelschnur-MSCs klare Vorteile. Sie gelten als unumstrittene und unerschöpfliche Quelle mit geringerer immunogener Potenz und größerer proliferativer und multipotenter Aktivität. (5)

Aus der Plazenta gewonnene mesenchymale Stammzellen

Zu den Geweben, aus denen MSCs isoliert wurden, gehört auch die menschliche Plazenta. Im Jahr 2012 wurde das hepatogene Potenzial von aus der Plazenta stammenden Stammzellen mit Stammzellen aus Knochenmark und Fett anhand quantitativer Reverse-Transkription-PCR, PAS-Färbung, ICG-Aufnahmetests, Albuminexpression, Harnstoffproduktion und Zytokinen verglichen. (6)

Das Ergebnis zeigte, dass das Proliferationspotenzial und die Expression hepatogener Marker in aus der Plazenta stammenden Stammzellen höher waren als bei anderen.

Die Ergebnisse legen nahe, dass isolierte MSCs in vitro zur hepatogenen Differenzierung veranlasst werden können und dass aus der Plazenta stammende MSCs möglicherweise das größte Potenzial für hepatogene Differenzierung und Proliferation aufweisen.

Aus Blut gewonnene mesenchymale Stammzellen

Aus Blut gewonnene MSCs stellen eine der Quellen für Stammzellen für therapeutische Anwendungen dar. Es wurde gezeigt, dass aus Blut gewonnene Zellen viele der typischen Eigenschaften besitzen, wie etwa die Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren und die Immunantwort zu modulieren. Darüber hinaus sind sie leichter zugänglich als andere MSCs und können für therapeutische Zwecke in ausreichenden Mengen gewonnen werden.

Der Einsatz von aus Blut gewonnenen MSCs bietet daher eine vielversprechende Alternative für Zelltherapien und regenerative Medizin. Darüber hinaus wurde in einer aktuellen Studie berichtet, dass menschliches Nabelschnurblut (HUCB) Stamm-/Vorläuferzellen in größerer Zahl enthält als Knochenmark. (7)

HUCB kann ohne Schaden für das Neugeborene gewonnen werden und hat sich als multipotent erwiesen und verursacht weniger Abstoßungsreaktionen aufgrund der Unreife.

Daher sollten die Einsatzmöglichkeiten von HUCB-Zellen weiter ausgeweitet werden und könnten eine hervorragende Alternative zu aus Knochenmark gewonnenen Stammzellen für die Zelltransplantation bei verschiedenen Krankheiten darstellen.

Die Ursachen und Behandlung von Lebererkrankungen

Es gibt viele ursächliche Faktoren (toxische Läsionen, Virusinfektionen, Autoimmundefekte, genetische Störungen), die eine Leberfunktionsstörung wie eine chronische Lebererkrankung oder ein akutes Leberversagen verursachen können. Die Lebertransplantation bleibt die Hauptbehandlung bei Lebererkrankungen im Endstadium.

Die größte Einschränkung dieser Behandlung ist jedoch der Mangel an Spenderorganen. Darüber hinaus machen nachteilige Faktoren wie Abstoßung, die unvermeidlichen Nebenwirkungen, die mit der Langzeitanwendung von Immunsuppressiva einhergehen, und hohe Kosten eine Lebertransplantation für viele Patienten ungünstig. (8)

Welche Rolle spielen mesenchymale Stammzellen in der regenerativen Medizin?

Mesenchymale Stammzellen sind leistungsstarke Quellen für die Zelltherapie in der regenerativen Medizin. Die Möglichkeit, wirksame Hepatozyten aus Stammzellen zu gewinnen, würde die Zelltherapie bei Lebererkrankungen verbessern.

Im Vergleich zur Organ- und Hepatozytentransplantation hat die MSC-Transplantation mehrere Vorteile. Die wichtigsten Argumente dafür sind:

Ethische Bedenken: MSCs stammen nicht aus somatischen Zellen und werfen daher weniger ethische Bedenken auf als Organ- oder Hepatozytentransplantationen. Während für eine Organtransplantation möglicherweise nur begrenzte kompatible Spender erforderlich sind, können MSCs aus einer Vielzahl von Quellen wie Knochenmark, Nabelschnurblut, peripherem Blut, Synovialmembran und Fettgewebe isoliert werden.

Einfache Beschaffung und Erweiterung: MSCs können relativ einfach erworben und in Kultur erweitert werden. Dadurch kann eine ausreichende Menge für therapeutische Zwecke gewonnen werden, wodurch die Spenderabhängigkeit und das Risiko einer Abstoßung verringert werden.

Differenzierungspotenzial: MSCs haben die Fähigkeit, sich in eine Vielzahl von Zelltypen zu differenzieren. In den letzten Jahren durchgeführte Studien haben gezeigt, dass sowohl Nagetier- als auch menschliche MSCs unter bestimmten Bedingungen in Hepatozyten-ähnliche Zellen, sogenannte mesenchymale Stammzellen (HLC)-ähnliche Hepatozyten, differenzieren können. Diese HLCs besitzen viele Funktionen erwachsener Hepatozyten und eröffnen neue Perspektiven bei der Behandlung von Lebererkrankungen. (9)

Was sind die möglichen therapeutischen Anwendungen mesenchymaler Stammzellen?

MSCs können in verschiedenen Therapieansätzen eingesetzt werden. Der Einsatz bei der Behandlung von Lebererkrankungen bietet eine vielversprechende Alternative zur Organ- oder Hepatozytentransplantation.

Sie können aus verschiedenen Quellen gewonnen, in Kultur vermehrt und zu HLCs differenziert werden, die ähnliche Funktionen wie Hepatozyten im Körper erfüllen können.

Dieser Ansatz könnte die Regeneration von geschädigtem Lebergewebe und die Behandlung von Lebererkrankungen wie Leberzirrhose, Hepatitis und Leberversagen ermöglichen.

Neben der direkten MSC-Transplantation wurden auch andere Therapiestrategien entwickelt, die auf der Modifikation von Zellen zur Produktion spezifischer Wachstumsfaktoren oder therapeutischer Proteine basieren.

Mesenchymale Stammzellen und Tissue Engineering

Ein weiterer vielversprechender Forschungsbereich ist das Tissue Engineering, bei dem MSCs zum Aufbau künstlichen Gewebes im Labor eingesetzt werden. Sie können auf einem dreidimensionalen Medium gezüchtet und zur Differenzierung in einen bestimmten Zelltyp angeregt werden.

Es könnte bedeutende Anwendungen im Bereich der regenerativen Medizin haben und die Herstellung maßgeschneiderter Gewebe für Patienten ermöglichen.

Trotz des großen therapeutischen Potenzials von MSCs gibt es noch viele Herausforderungen zu bewältigen. Eine der größten Herausforderungen ist der Mangel an MSC-Spendern, insbesondere für Knochenmark.

Es ist wichtig, weitere Forschung durchzuführen, um das Potenzial und die Grenzen von MSCs vollständig zu verstehen und sichere und wirksame Protokolle für ihren klinischen Einsatz zu entwickeln.

Wie erfolgreich ist die mesenchymale Stammzelltherapie?

Die mesenchymale Stammzelltherapie hat vielversprechende Ergebnisse bei mehreren Pathologien gezeigt, wie zum Beispiel:

Erkrankungen des Bewegungsapparates, die erfolgreich zur Behandlung von Knochenverletzungen und -pathologien wie Frakturen, Knochendefekten und Osteoporose eingesetzt werden. Darüber hinaus werden sie zur Regeneration von Knorpelgewebe eingesetzt.
Entzündliche und Autoimmunerkrankungen mit immunmodulatorischen Eigenschaften, die die Entzündungsreaktion hemmen und die Gewebereparatur stimulieren.
Läsionen des Nervensystems, die die Fähigkeit gezeigt haben, sich in neuronale Zellen zu differenzieren und die Reparatur und Regeneration von Nervengewebe zu unterstützen.
Herz-Kreislauf-Erkrankungen, wie sie bei der Behandlung von Herzerkrankungen wie Myokardinfarkten eingesetzt werden, um die Regeneration von geschädigtem Herzgewebe zu fördern und die Herzfunktion zu verbessern.
Hautläsionen und Wundheilung, wird zur Beschleunigung der Wundheilung und der Regeneration des Hautgewebes eingesetzt, insbesondere bei Verbrennungen, Hautgeschwüren und chronischen Wunden.

Warum sollten Sie sich für eine mesenchymale Stammzelltherapie entscheiden?

Allerdings ist es notwendig, die Mechanismen der Differenzierung, Mobilisierung und Homing von MSCs zu klären. Ihre multipotenten Eigenschaften machen sie zu einer attraktiven Wahl für die mögliche Entwicklung klinischer Anwendungen.

Aufgrund ihrer immunmodulatorischen Eigenschaften sind sie vielversprechend für die Behandlung von Autoimmunerkrankungen wie rheumatoider Arthritis oder Morbus Crohn, bei denen das Immunsystem fälschlicherweise gesundes Körpergewebe angreift.

Sie sind in der Lage, ein breites Spektrum an Wachstumsfaktoren und Zytokinen abzusondern, die die Geweberegeneration fördern und Entzündungen reduzieren können. Dieses Potenzial ist wirklich vielversprechend für die Behandlung von Verletzungen und degenerativen Erkrankungen wie Rückenmarksverletzungen, Herzinfarkt und Parkinson-Krankheit.

Mesenchymale Stammzellen: Ein umfassender Leitfaden

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mesenchymale Stammzellen eine wertvolle Ressource und ein sehr vielversprechendes Forschungsfeld in der regenerativen Medizin und Zelltherapie darstellen.

Ihre einzigartigen Eigenschaften, darunter die Fähigkeit zur Differenzierung in verschiedene Gewebetypen und die Fähigkeit, die Immunantwort zu modulieren, machen sie für eine Vielzahl therapeutischer Anwendungen besonders interessant.

MSCs haben in mehreren Bereichen bedeutende Erfolge gezeigt, beispielsweise bei der Regeneration von Muskel-Skelett-Gewebe, der Behandlung von Autoimmun- und Entzündungskrankheiten, der Reparatur von Nervengewebe und der Unterstützung der Wundheilung. Sie bieten konkrete Hoffnung für die Behandlung von Krankheiten und Verletzungen.

Kontinuierliche Forschung und klinische Studien sind unerlässlich, um ihr therapeutisches Potenzial vollständig zu verstehen, die besten Verabreichungsprotokolle zu bestimmen und die Sicherheit und Wirksamkeit der darauf basierenden Therapien zu gewährleisten.

CSMs sind ein sich ständig weiterentwickelndes Gebiet und ihr Potenzial wird immer noch entdeckt. Mit weiteren wissenschaftlichen Fortschritten, technologischer Entwicklung und der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern, Ärzten und Regulierungsbehörden könnten MSCs zu einer immer weiter verbreiteten und zugänglichen Realität für die Behandlung zahlreicher Pathologien werden und neue Perspektiven für die moderne Medizin eröffnen.

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