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Unter dem Begriff "neurale Stammzellen" versteht man in der Regel Vorläuferzellen, die sich in die verschiedenen Zelltypen des zentralen Nervensystemes (z.B. Neurone, Astrozyten, Oligodendrozyten) differenzieren können. Aufgrund dieses Differenzierungspotentials sind diese Zellen therapeutisch für den Gen- und Zellersatz bei neurodegenerativen Erkrankungen (z.B. M. Parkinson und multiple Sklerose) vielversprechend. Außerdem besteht aufgrund der ausgeprägten migratorischen Fähigkeiten neuraler Stammzellen das Potential einer Nutzung in der Behandlung von malignen Hirntumoren.
Maligne Gliome haben vor allem aufgrund ihrer hochgradigen Invasivität eine äußerst schlechte Prognose. Die meist bestehende ausgedehnte Infiltration des normalen Hirngewebes führt zu einer "Unerreichbarkeit" der Tumorzellen für konventionelle Therapieformen. Neurale Stammzellen besitzen überraschenderweise eine ausgeprägte Affinität für maligne Gliome. Daher besteht die Hoffnung, daß neurale Stammzellen als "Transportvehikel" genutzt werden können, wobei die Stammzellen aufgrund ihrer ausgeprägten Migrationsneigung zu den Tumorzellen hinwandern und dort unmittelbar vor Ort therapeutische Wirkstoffe oder Genprodukte bereit stellen. Auch könnte das regenerative Potential neuraler Stammzellen möglicherweise die durch die Standardtherapie, bestehend aus Operation, Bestrahlung und Chemotherapie entstandenen Defizite mindern.
Wenn man neurale Stammzellen entweder direkt in ein im Hirn wachsendes Gliom oder sogar weit davon entfernt in die gegenseitige Hirnhälfte implantiert, sammeln und verteilen sich die neuralen Stammzellen innerhalb kurzer Zeit gleichmäßig in der Tumormasse und "verfolgen" sogar einzelne infiltrierende Tumorzellen. Neuere Untersuchungen zeigen, daß nicht nur bei intracerebraler Transplantation von neuralen Stammzellen, sondern auch bei einer intravenöser Applikation eine gezielte Anreicherung der Zellen im entfernt gelegenen Tumorgewebe erreicht werden kann (Brown et al., 2003). Dabei spielte es keine Rolle, ob es sich um einen Tumor neuralen Ursprungs (Gliom, Neuroblastom) oder nicht-neuralen Usrprungs, z.B. malignes Melanom (Aboody et al., 2006) oder Prostata-Karzinom handelt.
Bevor eine therapeutische Nutzung der Stammzellen bei Hirntumoren ernsthaft in Erwägung gezogen werden kann ist es zwingend notwendig, mehr über die Interaktion von transplantierten Stammzellen und dem Zielgewebe zu verstehen. Die Ursachen für die hohe spezifische Affinität neuraler Stammzellen zu erkrankten Arealen des Hirnes sind bisher kaum untersucht und werden derzeit in mehreren Laborprojekten analysiert. Bisher konnte gezeigt werden, daß neurale Stammzellen eine hohe Affinität zu den von malignen Gliomen produzierten Wachstumsfaktoren haben. Dabei stimuliert insbesondere SF/HGF die Migration neuraler Stammzellen in vitro (Heese et al., 2005) und VEGF stimuliert deren Migration in vivo (Schmidt et al., 2005). Außerdem begünstigen Laminin und Tenascin-C, die beide zu den Bestandteilen der extrazellulären Matrix in Gliomen gehören, die Migration neuraler Stammzellen (Ziu et al., 2006). Weiterer Forschungsschwerpunkte ist derzeit die Untersuchung der potenziellen Nutzbarkeit von adulten Stammzellen/Vorläuferzellen aus anderen Geweben (z.B. Knochenmark, Muskel) für die Behandlung von Hirntumoren.
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Hans-Dietrich Herrmann Labor |
