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Ein Team von Wissenschaftlern der Arizona State University hat gezeigt, wie die Implantation sorgfältig gezüchteter Stammzellen in Ratten zu einer bemerkenswerten Besserung der für die Krankheit typischen motorischen Symptome führen kann, Im nächsten Schritt sollen nun Versuche am Menschen erfolgen. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Regenerative Medicine veröffentlicht.
Die Parkinson-Krankheit gilt als ein bevorzugtes Ziel für innovative Stammzelltherapien, da die Krankheit auf den Verfall eines bestimmten Zelltyps in einer bestimmten Hirnregion zurückgeführt werden kann. Die Neuronen in der Substantia nigra, einer Struktur im Mittelhirn, sind für die Produktion von Dopamin verantwortlich. Dopamin trägt zur Steuerung von Bewegungen bei.
Der Verlust dieser Neuronen führt zu den motorischen Symptomen bei Parkinson-Patienten. Der Einsatz von Stammzelltherapien, um diese Neuronen zu ersetzen, ist daher eine sehr vielversprechende Idee, die bereits von Tierversuchen auf den Menschen übergegangen ist. In einer weltweit ersten Studie, die 2018 in Japan durchgeführt wurde, wurden Parkinson-Patienten aus Stammzellen gewonnene Vorläuferzellen in ihr Gehirn implantiert. Dort reiften sie zu Dopamin-produzierenden Neuronen heran.
In den USA laufen derzeit ähnliche Versuche. Wissenschaftler untersuchen dabei die Sicherheit und Wirksamkeit der Verwendung induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS-Zellen) zur Wiederherstellung normaler Bewegungen bei Parkinson-Patienten. Diese iPS-Zellen werden zunächst als erwachsene Zellen entnommen und mit Reprogrammierungsfaktoren behandelt, die sie in einen embryonalen Zustand zurückversetzen. In einer zweiten Phase werden sie dann weiteren Wachstumsfaktoren ausgesetzt, um sie in Dopamin produzierende Neuronen zu verwandeln.
Die Wissenschaftler der Arizona State University haben in ihrer Studie mit diesem Verfahren experimentiert. Sie testeten ihre Designer-Neuronen in einer Proof-of-Concept-Studie an Ratten. Die Idee war, die Methode zur Herstellung dieser Zellen zu optimieren und zu sehen, welche Versionen die größten Verbesserungen bei den Parkinson-Symptomen der Nagetiere bewirken.
Dies bedeutete, dass die Stammzellen in der zweiten Phase ihrer Reprogrammierung den Faktoren unterschiedlich lange ausgesetzt wurden, wobei verschiedene Cluster 17, 24 oder 37 Tage lang kultiviert wurden. Das Team stellte fest, dass die Stammzellen, die 17 Tage lang kultiviert wurden, den anderen Typen „deutlich überlegen“ waren, da die Ratten, denen sie ins Gehirn implantiert wurden, eine bemerkenswerte Erholung ihrer motorischen Symptome zeigten.
Auch wichtig: Eine geringe Anzahl von Stammzellen hatte vernachlässigbare Auswirkungen, während sich größere Mengen im Gehirn ansiedelten und sich mit dem Nervengewebe verbanden, Synapsen bildeten und Dopamin erzeugten. Letztendlich führte dies zur vollständigen Umkehrung der Parkinson-Symptome bei den behandelten Ratten.
Eine Folgestudie soll sich auf eine bestimmte Gruppe von Parkinson-Patienten mit einer Mutation im Parkin-Gen konzentrieren. Diese Patienten leiden unter einem Rückgang der motorischen Symptome, aber nicht unter kognitiven Beeinträchtigungen oder Demenz, was sie nach Ansicht der Wissenschaftler zu idealen Kandidaten für die weiteren Tests macht.
Optimizing maturity and dose of iPSC-derived dopamine progenitor cell therapy for Parkinson’s disease. IN: Regenerative Medicine.
Recent advances in the development of stem-cell-derived dopaminergic neuronal transplant therapies for Parkinson’s disease. IN: Mov. Disord 36.
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