Zelltherapie: Wer hat sie erfunden und wie funktioniert sie?
Verschiedenes / / April 04, 2023
Wir verstehen, warum Menschen Stammzellen transplantiert werden und ob Schweine bei der Behandlung schwerer Krankheiten helfen können.
Die Zelltransplantation ist eine Behandlungsmethode, bei der gesunde Zellen in den Körper eines kranken Menschen eingebracht werden. Einmal drinnen helfen sie, beschädigtes Gewebe zu reparieren und Heilungsprozesse anzuregen. Diese Methode anwenden zur Behandlung von Blutkrankheiten und zur Genesung von bestimmten Krebsarten. Künftig dürfte sich die Liste der Therapiemöglichkeiten noch erweitern: Wissenschaftler durchführen klinische Studien zur Prüfung der Wirksamkeit von Zelltransplantationen zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Problemen, der Parkinson-Krankheit, Diabetes und Multipler Sklerose.
Wie ist die Zelltherapie entstanden?
Experimente mit Zelltransplantationen begannen im 19. Jahrhundert. So der französische Arzt Charles Brown-Séquard versucht menschliche Hormonzellen aus den Hoden von Tieren einzuführen, in der Annahme, dass dies zur Verlängerung der Jugend beiträgt. Ein britischer Arzt Watson-Williams
hatte versucht einen Teenager mit schwerem Diabetes mellitus mit Bauchspeicheldrüsenzellen von Schafen retten. Dieses Experiment endete erfolglos, der Junge starb drei Tage später. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts behandelte der Schweizer Paul Niehans Krebspatienten, indem er ihnen embryonale Schafszellen injizierte. Der Arzt behauptete, dass die Methode funktionierte, obwohl es dafür keine anderen Beweise gibt.Die ersten wirklich erfolgreichen Experimente gestartet Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts. Wissenschaftler kamen auf die Idee, dass Spendermaterial für die Therapie Menschen entnommen werden sollte. Für diese Aufgabe geeignet Stengel Zellen. Unter bestimmten Bedingungen können sie sich in andere verwandeln. Der erste, der versuchte, sie einem Menschen zu verpflanzen, war der Amerikaner Edward Thomas: 1956 ein Arzt eingeführt ein Patient mit Leukämie, Knochenmark von seinem Zwillingsbruder entnommen. Der Vorgang wurde erfolgreich abgeschlossen. 1990 Thoma erhalten Nobelpreis für seinen Beitrag zur Entwicklung der Zelltherapie.
1958 testete Georges Mate, wie diese Methode funktioniert, wenn zwischen Patient und Spender keine familiäre Beziehung besteht. Er transplantiert Stammzellen an fünf strahlenexponierte Physiker aus Jugoslawien. Vier von ihnen halfen. Aber nach dem Eingriff erlebten einige Patienten eine Erschöpfung des Körpers. Mate schlug vor, dass eine solche Reaktion mit der Reaktion von Spenderzellen auf Empfängerzellen zusammenhängt: Sie konnten keine Wurzeln schlagen und zerstörten sich gegenseitig. Dieser Zustand wird als GVHD oder Graft-versus-Host-Krankheit bezeichnet.
Jetzt vor der Transplantation, um das Risiko einer Zell-GVHD zu reduzieren reinigen aus T-Lymphozyten. Sie sind nur dafür verantwortlich, fremde Elemente im Körper zu blockieren und zu zerstören. Es ist noch nicht möglich, die Reaktion vollständig zu eliminieren, aber es gibt Medikamente, die helfen, die Wirkung von GVHD zu reduzieren.
In den letzten 60 Jahren hat sich die Zelltherapie stark verändert. Mittlerweile werden nicht nur dem Knochenmark Zellen zur Transplantation entnommen, sondern beispielsweise auch Blut und Fettgewebe. Und die Quelle des Materials können nicht nur Spender, sondern auch die Patienten selbst sein.
Was ist Zelltherapie
Abhängig von der Materialquelle für die Transplantationstherapie teilen in drei Arten:
- autolog - Zellen werden dem Patienten entnommen;
- syngeneisch - in einem eineiigen Zwilling;
- allogen - vom Spender.
Theoretisch gibt es eine andere Option - xenogene Therapie, wenn Zellen von Tieren entnommen werden. Trotz der erfolglosen Erfahrungen der Vergangenheit gilt diese Idee nach wie vor als erfolgsversprechend. Wissenschaftler diskutieren seine Verwendung zur Behandlung von Diabetes, Lebererkrankungen oder Zystitis. Das Schwein gilt als der am besten geeignete Spender für einen Menschen.
Wie die Zelltherapie funktioniert
Nach Erhalt des Materials müssen Ärzte vorbereiten in den Körper des Patienten eingeführt werden. Dazu vermehren sich Stammzellen und führen eine Reihe von Manipulationen an ihnen durch, die helfen Programmieren Sie sie für bestimmte Aufgaben und reinigen Sie sie von Komponenten, die Risiken erhöhen können Transplantatabstoßung.
Die Zellen werden dann in den Körper eingebracht. Die Methoden sind unterschiedlich: durch Venen, Gewebe, Gelenke, Koronararterie, Raum um das Rückenmark. Alles hängt von der Krankheit ab. Nach der Transplantation müssen die Zellen Wurzeln schlagen. Im Durchschnitt dauert es 100 Tage. In dieser Zeit muss der Patient mit Ärzten in Kontakt bleiben, um bei Komplikationen schnell Hilfe zu bekommen.
Vor der Anwendung der Zelltherapie Ärzte durchführen eine Reihe von Studien, darunter ein EKG, eine Tomographie und ein klinischer Bluttest, um sicherzustellen, dass der Patient eine solche Behandlung verträgt.
Welche Zellen können für die Therapie verwendet werden
1. Adulte (postnatale) Stammzellen
Das sind spezialisierte Stammzellen, die Es gibt im Körper eines jeden Erwachsenen. Sie können sich nur in bestimmte Zelltypen verwandeln. Abhängig davon werden sie in Typen unterteilt:
- hämatopoetische werden in Blutzellen umgewandelt;
- neural - in den Zellen des Nervensystems;
- mesenchymal - in den Zellen von Knorpel-, Fett- und Knochengewebe.
Die Hauptquelle adulter Stammzellen ist das Knochenmark. Sie kommen aber auch in anderen Teilen des Körpers vor: Mesenchymale finden sich beispielsweise im Fettgewebe und in der Zahnpulpa.
2. Embryonische Stammzellen
Dies sind junge pluripotente Zellen, dh solche, die keine Spezialisierung haben und sich in andere verwandeln können. Ihre erhalten aus einer Blastozyste - einem Embryo im Alter von 3 bis 5 Tagen. Dazu wird es in Labors gezüchtet und befruchtet eine Spender-Gebärmutter künstlich.
Diese Art von Zellen hat ein großes Potenzial, aber es gibt eine Reihe von Problemen mit ihnen. Es ist wichtig, sie richtig zu programmieren und sicherzustellen, dass sie sich im menschlichen Körper in Zellen mit der erforderlichen Form verwandeln. Außerdem besteht die Gefahr eines spontanen oder ungleichmäßigen Anstiegs. Nun arbeiten Wissenschaftler daran, wirksame Mechanismen zur Steuerung des Prozesses zu finden.
Zudem wird die Kultivierung von Embryonen zur Gewinnung von Stammzellen nicht von allen als ethisch vertretbar angesehen. Die Lösung dieses Problems können induzierte pluripotente Zellen sein.
3. induzierte pluripotente Stammzellen
Sie werden aus erwachsenen somatischen Zellen (d. h. anderen als Keimzellen) gewonnen. Der Mechanismus für die Arbeit mit ihnen wurde von dem japanischen Wissenschaftler Shinya Yamanaka erfunden. Er erforscht embryonale Zellen, um in ihnen die Gene zu finden, die für die Pluripotenz verantwortlich sind. Es stellte sich heraus, dass dafür vier Gene verantwortlich sind – Sox2, Oct4, Klf4 und c-Myc. Jetzt werden sie "Yamanaka-Faktoren" genannt.
Nach der Aktivierung dieser Gene verliert die Zelle allmählich ihre Spezialisierung und kehrt in den embryonalen Zustand zurück. Dann kann es nach Belieben programmiert werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Zelle aus Nervengewebe in eine Blutzelle umzuwandeln. Und vermutlich wird es ihr nach der umgekehrten Einführung leichter fallen, im Körper Fuß zu fassen.
Jetzt induzierte pluripotente Stammzellen berücksichtigt vielversprechendes Material für die Transplantation und können in Zukunft embryonale ersetzen.
4. WAGEN
Stammzellen sind nicht das einzig mögliche Material für die Therapie. Zum Beispiel, um Krebs zu bekämpfen anwenden modifizierte T-Lymphozyten (CAR-T). Dies sind Blutzellen, die darauf programmiert sind, nach Krebs zu suchen und ihn zu zerstören. T-Lymphozyten werden dem Patienten direkt entnommen. Zwei Katheter werden in die Venen einer Person eingeführt. Durch den ersten gelangt Blut in die Röhre, wo es sofort filtriert wird, und kehrt dann durch den zweiten Katheter in den Körper zurück. Der Eingriff dauert 2-3 Stunden.
Dabei kann der Kalziumspiegel einer Person sinken. Dies führt zu Muskelkrämpfen, Taubheit und Kribbeln. Daher ist es besser, einen solchen Eingriff in der Nähe der Station durchzuführen, auf der die Person liegt. Dies geschieht beispielsweise im neuen Forschungskomplex für Mobilfunktechnologien in Obninsk. Neben der CAR-T-basierten Therapie gibt es Wille beschäftigen sich mit Knochenmarktransplantationen und Krebsdiagnosen. Außerdem ist die Entwicklung von vier Medikamenten auf Basis somatischer Zellen geplant.