Archiv "Augenheilkunde: Stammzellen regenerieren Cornea" (29.01.2010)

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A 132 Deutsches Ärzteblatt

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29. Januar 2010

AUGENHEILKUNDE

Stammzellen regenerieren Cornea

Tissue engineering ist zukunftsträchtig, auch in der Ophthalmologie. Eine zerstörte Hornhaut lässt sich mit Stammzellen aus dem Limbus wiederherstellen. Die stellt eine Perspektive dar, um den hohen Bedarf an Gewebespenden zu mindern.

A

ugenhornhäute sind dringend benötigte Spendergewebe: In Deutschland stehe den jährlich 5 000 zur Transplantation freigege- benen Corneae ein Bedarf von rund 10 000 Transplantaten gegenüber, erklärte Prof. Dr. med. Klaus-Peter Steuhl (Essen) auf der 107. Tagung der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (DOG) in Leipzig.

Nicht nur dieser Mangel, sondern auch die Komplikationen einer Ke- ratoplastik sind Motiv der Erfor- schung einer künstlichen Hornhaut.

Die Komplikationen einer Keratoplastik sind vielfältig

Vielfältig sind die Mechanismen, die den Erfolg einer Keratoplastik ge- fährden. Intraoperativ kann es zu Blutungen, einer uvealen Effusion oder Verletzungen von Iris und Linse kommen. Postoperativ drohen In- fektionen, Wunddehiszenzen, Fistu- lationen und Epithelregenerations- störungen. Zu einem funktionellen Fehlschlag der Keratoplastik kann auch ein zu hoher und/oder irregulä-

rer Astigmatismus beitragen. Unmit- telbar nach dem Eingriff sind hierfür häufig die Symmetrie, Spannung und Tiefe der Fäden verantwortlich.

Später – nach Fadenentfernung – kann die Wundgeometrie in Form einer Dezentrierung des Transplantats, seiner Verkippung oder einer inho- mogenen Wundheilung gestört sein.

Mit adäquater Nahttechnik und Wundmodulation intra- und postoperativ ist es möglich, einen hohen Astigmatismus zu verhindern. Län- gerfristig bleibt nur die Intervention in Form einer Keratotomie oder der refraktiven Laserchirurgie; alterna- tiv kann dem Patienten eine wulst- formig geschliffene Intraokularlinse (torische IOL) implantiert oder eine ebensolche Kontaktlinse angepasst werden.

Ein weiteres Problem ist die Abstoßungsreaktion. Deren Rate schwankt zwischen 18 Prozent bei Normalrisikopatienten und 75 Pro- zent bei Hochrisikopatienten. Das Abgleichen der humanen Leukozy- tenantigene (HLA-Matching) von

Organspender und -empfänger kann das Überleben des Transplantats signifikant verlängern. Auch eine (sich über Jahre erstreckende) The- rapie mit Immunmodulatoren kann notwendig werden – und scheitert, wie viele dauerhafte Medikationen in medizinischen Disziplinen, oft an der Compliance. Letztlich muss der Patient mit einem Rezidiv der Grunderkrankung rechnen; dies ist nach einer Herpes-simplex-Infekti- on statistisch in mehr als 40 Prozent der Fall.

Angesichts dieser Probleme werden große Hoffnungen in eine künstliche Hornhaut gesetzt. Die Forschungsanstrengungen sind viel- schichtig, die klinische Anwendung ist momentan indes nur bei der obersten Zellschicht der Hornhaut, dem Epithel gegeben. Und auch hier scheint „künstlich“ nicht der richtige Begriff, kommen die Zellen doch von der Peripherie der menschlichen Hornhaut, dem an Stammzellen so reichen Limbus.

Reich an Stammzellen sind sie aber nur dann, wenn nicht ein Grund- leiden vorliegt, das zu einer Stamm- zellinsuffizienz geführt hat. Das Ste- vens-Johnson-Syndrom, das okuläre Narbenpemphigoid sowie Verbren- nungen und Verätzungen können Ur- sachen dafür sein, aber auch eine kontaktlinseninduzierte Keratopathie.

Limbale Stammzellen würden, so Priv.-Doz. Dr. med. Daniel Mel- ler (Universitätskklinikum Essen), einem Tissue engineering unterzo- gen, bei dem verschiedene Medien, vor allem eine Amnionmembran, als Carrier für die Ex-vivo-Expansi- on dieser Zellen genutzt werden.

Die Amnion- und die Basalmem- bran der Hornhaut weisen eine Rei- he von Ähnlichkeiten auf wie die Erleichterung der Migration von Epithelzellen, die Förderung der Die Beschaffen-

heit der Augen- hornhaut wird vor

einem operativen Eingriff vermessen, um sicherzustellen, dass sie nach der Intervention auch dem Augeninnen-

druck standhält.

Foto: Centro Klinik Oberhausen

M E D I Z I N R E P O R T

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29. Januar 2010 A 133 Differenzierung und die Verhinde-

rung der Apoptose von Epithelzel- len. In Essen wurden derart expan- dierte Stammzellen auf 44 Augen von 38 Patienten transplantiert, die Nachbeobachtungszeit lag im Schnitt bei 28 Monaten. Ätiologisch war die Verätzung (20 Augen) am häu- figsten, neunmal lag ein Pterygium, zweimal eine Verbrennung vor.

Die meisten Transplantationen führten zum Visusanstieg

In 30 Fällen handelte es sich um eine autologe Transplantation (bei dif- fuser Stammzelleninsuffizienz von der kontralateralen Seite entnom- men, bei partieller Insuffizienz ipsi- lateral, also von einem gesunden Abschnitt des Limbus am selben Auge gewonnen), in 14 Fällen um eine allogene Übertragung. Als erfolgreich (definiert als ein Befund ohne Hornhautvaskularisation, mit klarer Hornhaut und intaktem Epi- thel) konnten 30 der Augen einge- stuft werden, als partiell erfolgreich (Vaskularisation über nicht mehr als einen Quadranten, zentrales Horn- hautepithel intakt) sieben und als nicht erfolgreich (Vaskularisation über mehr als einen Quadranten, zentrales Epithel nicht intakt) eben- falls sieben Augen.

Bei der Mehrheit der Patienten kam es zu einem Visusanstieg, im Schnitt von log(MAR) 1,7 auf 0,9.

Die Einheit log(MAR) ist eine in jüngster Zeit bei manchen Referen- ten an Beliebtheit gewinnende Klas- sifikation des Visus, bei welcher der

„minimum angle of resolution“

(MAR) logarithmisch angegeben wird. Die Protagonisten dieser Ska- lierung halten sie für „realistischer“

als die klassische Visusangabe, bei der „1,0“ ein volles Sehvermögen,

„0,1“ jedoch nur einen Visus von zehn Prozent ausdrückt. Einige Kri- tiker bezeichnen das MAR-System, bei dem ein Absinken des Werts eine Verbesserung des Sehvermögens signalisiert, als unanschaulich.

Ein vollständiger Stromaersatz steht für die klinische Anwendung nicht zur Verfügung. Auch die Be- mühung, ein Endothel zu schaffen, ist noch im Stadium des Experi- ments. Das grundlegende Problem dabei ist Prof. Dr. med. Katrin En-

gelmann (Klinikum Chemnitz) zufolge, dass diese Zellen sich nicht mehr teilen. Es gelte zu entschlüs- seln, ob es – dem Epithel vergleich- bar – auch für das Endothel Stamm- zellen gebe. Dabei ist Endothel nicht gleich Endothel: Die Zellen aus dem Zentrum der Hornhaut verhalten sich anders als jene aus der Peripherie.

Zentrale Zellen wachsen in der Kul- tur kaum, periphere hingegen deut- lich besser – diese Zelltypen haben ganz offensichtlich differente Infor- mationen, doch ist noch unbekannt, woher diese Informationen kommen.

Diese unterschiedliche Kapazität zur Zellproliferation, die man in der Kultur nachgewiesen hat, könnte künftig klinisch relevant werden:

Peripher von der menschlichen Spenderhornhaut entnommene und auf eine Cornea des Schweins transplantierte Endothelzellen haben die Fähigkeit zur Teilung bewiesen.

Ob diese Fähigkeit von etwaigen

Stammzellen, von stromalen Fakto- ren oder anderen Mechanismen de- terminiert wird, ist momentan noch unbekannt. Für Engelmann ist die genetische Manipulation von En- dothelzellen nach heutigem Kennt- nisstand der vielversprechendste Weg, um diese Zellen transplantations- fähig zu machen.

In Chemnitz ist diese Methode gerade etabliert worden; in ersten Versuchen wurde evaluiert, ob die sensiblen Zellen dies überhaupt ver- tragen – was der Fall ist. Die Überle- bensfähigkeit der genetisch manipu- lierten Endothelzellen kann offenbar mit Hilfe des Fibroblastenwachs- tumsfaktors FGF-2 verbessert werden. Engelmann zufolge ist derar - tiges Endothelgewebe „vielleicht schon in fünf Jahren für Operationen verfügbar“. Die Entwicklung von Endothel aus Stammzellen werde jedoch noch etwas länger dauern. ■

Dr. med. Ronald D. Gerste

IMMUNOLOGIE

Wandelbare T-Zellen

Die gezielte Reprogrammierung der Abwehrzellen könnte vor Autoimmunerkrankungen schützen.

T

-Helferzellen sind offenbar

„lernfähiger“ als bislang be- kannt. Bisher gingen Forscher davon aus, dass die Prägung von T-Helfer- zellen (TH-Zellen) auf einen be- stimmten Erregertyp unumkehrbar ist. Nun konnten Wissenschaftler von der Charité – Universitätsmedi- zin Berlin und vom Deutschen Rheumaforschungszentrum Berlin (DRFZ) erstmals nachweisen, dass sich bereits spezialisierte TH-Zel- len umprogrammieren lassen: Von TH2-Zellen, die die Immunabwehr gegen extrazelluläre Krankheitser- reger regulieren, auf TH1-Zellen, die sich auf Viren und andere intra- zelluläre Erreger spezialisiert haben. Da die TH2-Zellen auch aller- gieverstärkende Eigenschaften haben und Asthma mit verursachen können, eröffnen diese Erkenntnis- se aus der Grundlagenforschung neue therapeutischen Strategien.

Durch die neue Prägung auf Viren gehe die anfängliche Spe- zialisierung auf Parasiten nicht verloren, berichten die Wissen- schaftler. Stattdessen entsteht ein neuer Zwischentyp, die sogenann- ten TH2+1-Zellen. Sie vereinen in sich das Abwehrpotenzial beider Untergruppen und erwiesen sich in der Studie als stabil, wie die Wis- senschaftler um Prof. Dr. rer. nat.

Max Löhning und Prof. Dr. med.

Andreas Radbruch berichten (Im- munity 2010, doi:10.1016/j.immu ni.2009.12.004): Auch Monate nach Abklingen einer Virusinfektion ließ sich die neu erworbene antivirale Abwehrfunktion noch in den Ge- dächtnis-T-Zellen nachweisen.

„Durch das Umprogrammieren in eine Hybridform hoffen wir, die allergieverstärkenden Eigenschaf- ten der T-Helferzellen schwächen zu können“, sagte Löhning. EB