Institut für Transfusionsmedizin und Immunhämatologie Frankfurt am Main
Abteilung für Zelltherapeutika / Blutspende

Zelltherapie – Von der Forschung zur Routine
Unter Zelltherapie versteht man den Transfer von autologen oder allogenen somatischen Zellen zur Heilung von angeborenen oder erworbenen Krankheiten. Hauptindikationsgebiet für die Zelltherapie stellt die Transplantation von blutbildenden, hämatopoietischen Stammzellen (HSZ) im Rahmen der Behandlung von therapierefraktären hämatologischen und onkologischen Erkrankungen, Immundefekten oder vererbten Stoffwechseldefekten dar. Adulte Blutstammzellen können aus Knochenmark oder Nabelschnurblut gewonnen werden. In den letzten Jahren hat es sich jedoch durchgesetzt, die Stammzellen durch Apherese aus dem peripheren Blut des Spenders zu gewinnen. Hierzu müssen die Stammzellen durch Gabe von Wachstumsfaktoren dazu angeregt werden, aus dem Knochenmark in die Blutzirkulation überzutreten.

Im Rahmen der Behandlung hämatologisch-onkologischer Erkrankungen dienen Blutstammzellen dazu, das durch Hochdosis-Chemotherapie geschädigte, maligne Knochenmark des Patienten zu ersetzen, sowie verbliebene Krebszellen aufzuspüren und abzutöten. Die allogene Stammzelltherapie ist somit im Prinzip eine Immuntherapie. Idealerweise werden hierzu Stammzellen eines HLA-identen Spenders verwendet (HLA sind Gewebemerkmale, welche auf allen Zellen exprimiert sind, die dem Immunsystem ermöglichen, eigene, gesunde und fremde oder defekte Zellen zu unterscheiden). Steht ein HLA-identer Spender nicht zur Verfügung, kann ein halbidentischer Spender, meist ein Geschwister oder Elternteil, herangezogen werden. In diesem Fall werden dem Transplantat reife Immunzellen entzogen, weil diese die Empfängergewebe angreifen und zerstören würden. Nur wenige Transplantationszentren in Deutschland besitzen Erfahrung mit halbidentischen Transplantationen. Eine von der Durchführung ähnliche, aber vom Wirkungsprinzip grundsätzlich andere Therapie ist die autologe Stammzelltherapie. Hierbei werden patienteneigene Stammzellen entnommen und in Flüssigstickstoff eingefroren, anschließend wird der Patient mit einer hochdosierten Chemotherapie behandelt, welche eine sehr hohe Stammzelltoxizität besitzen kann. Danach werden die eingefroren Stammzellen zurückgegeben und regenerieren die Blutbildung. Die Zahl der Indikationen, die mit autologen Stammzellen behandelt werden können, ist im Gegensatz zur Fremdspendertransplantation klein.

Stammzellen des Knochenmarks werden seit nunmehr 40 Jahren erfolgreich zur Rekonstitution der Blutbildung eingesetzt. Ihre Gewinnung, Präparation und letztlich auch die klinische Anwendung wurden seither stetig weiterentwickelt. Insbesondere die seit einigen Jahren durch Gabe von Wachstumsfaktoren (Granulozyten– Kolonie-stimulierender Faktor, G-CSF) mögliche Mobilisierung von – sonst im Knochenmark angesiedelten – HSZ in die periphere Blutzirkulation und die Entdeckung, dass sich die Stammzellen des Blutes durch Expression eines speziellen Antigens (CD34) auf ihrer Zelloberfläche identifizieren und anreichern lassen, haben die Stammzelltransplantation maßgeblich beeinflusst. Als Resultat stellt die Transplantation mit hämatopoetischen Stammzellen heute ein komplexes, auf die individuellen Gegebenheiten des Patienten und seine Erkrankung abgestimmtes Therapieverfahren dar. Der technische Fortschritt in der Präparation, Isolation und Kultivierung von Stammzellen ermöglicht die Umsetzung von maßgeschneiderten Therapieschemata, die sich die biologischen Eigenschaften der verschiedenen Zellkompartimente des Blutes (HSZ ,T-Zellen, NK-Zellen, Granulozyten) zu Nutzen macht. So wird die Stammzelltransplantation häufig durch die Applikation von einzelnen Lymphozytenpopulationen, wie T-Zellen, virusspezifischen T-Zellen oder natürlichen Killerzellen ergänzt, um sich deren biologischer Aktivität gegen entartete oder virusinfizierte Zellen zu bedienen.

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Eine dramatische Wandlung zu Gunsten der behandelten Patienten haben auch die Bedingungen erfahren, unter denen die Zellpräparationen für die spezifischen Therapieschemata hergestellt werden. Ein Großteil der Entwicklungen und Erkenntnisse der Zelltherapie sind dem universitären Umfeld zu verdanken, wo Naturwissenschaftler und Ärzte zugleich an der Entwicklung, Prüfung und Herstellung neuer somatischer Zelltherapeutika beteiligt waren und sind. In vielen Fällen hat ein universitäres Forschungslabor eine Methode, z. B. zur Manipulation von Blutstammzellen, selbst entwickelt und bis zur klinischen Anwendung gebracht. Meist wurden diese Methoden erstmals bei Patienten angewandt, bei denen nur durch experimentelle Methoden Aussicht auf Heilung bestand. Diese Zellpräparationen wurden dann unter den in der Forschung üblichen Bedingungen hergestellt.

Das die Zellpräparation durchführende Personal waren oftmals die gleichen wissenschaftlich tätigen Ärzte und Biologen, die schon an der Entwicklung beteiligt waren. Zudem waren die Reagenzien und Medien oftmals nicht für die klinische Anwendung zugelassen. Nachdem jedoch deutlich wurde, dass die Zelltherapie in Form der gezielten Manipulation von hämatopoietischen Transplantaten eine feste Größe in der heutigen Hochleistungsmedizin darstellt und sich zudem eine Vielzahl neuer Indikationen für adulte Stammzellen auch in der Geweberegeneration abzeichnen, wurde es notwendig, bei der Anwendung von Zellpräparationen die gleichen Standards in Bezug auf Sicherheit und Qualität zu implementieren, wie sie seit Jahren bei der Herstellung von Fertigarzneimitteln vorherrschen. Insbesondere galt es sicherzustellen, dass die Zellprodukte effektiv und sicher sind, d. h. dass sie mit einem möglichst geringen Risiko für den Patienten behaftet sind.