Gehirnzellen wiederhergestellt durch Stammzelltherapie nach Schlaganfall, neurologische Erkrankungen

Wenn eine Person einen Schlaganfall hat, wird der Blutfluss zum Gehirn unterbrochen, wodurch die Gehirnzellen innerhalb von Minuten aufgrund von Sauerstoffmangel sterben. In einigen Fällen kann dies zu Lähmungen, Sprach- und Sprachproblemen, Sehstörungen und Gedächtnisverlust führen. Aber in einer neuen Studie haben Forscher gezeigt, dass die Stammzelltherapie die Produktion von Nervenzellen bei Mäusen mit Gehirnschaden aufgrund eines Schlaganfalls erhöht.
Ein Schlaganfall unterbricht den Blutfluss zum Gehirn und kann unter anderem zu Lähmungen und Sprachproblemen führen.

Die Forscher - unter der Leitung von Berislav Zlokovic, M. D., Ph.D., von der University of Southern California (USC) - veröffentlichen ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Naturmedizin.

Nach Angaben des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ist Schlaganfall die fünfthäufigste Todesursache in den Vereinigten Staaten und auch eine Hauptursache für Behinderungen bei Erwachsenen.

Die Auswirkungen eines Schlaganfalls hängen von der Lage der Blockade und davon ab, wie viel Gehirngewebe betroffen ist, aber ein Schlaganfall auf einer Seite des Gehirns führt zu neurologischen Effekten auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers.

Zum Beispiel könnte ein Schlaganfall auf der rechten Seite des Gehirns Lähmung auf der linken Seite des Körpers erzeugen und umgekehrt.

Ein Schlaganfall im Hirnstamm kann beide Körperseiten betreffen und könnte den Patienten in einem sogenannten "Locked-In" -Zustand zurücklassen, in dem der Patient nicht sprechen oder den Körper unter den Nacken bewegen kann.

Angesichts der Tatsache, dass etwa 800.000 Menschen in den USA jedes Jahr einen Schlaganfall erleiden, wollten die Forscher dieser neuesten Studie potenzielle Therapien untersuchen.

Die Therapie ist eine Kombination aus zwei Methoden

Die Forscher sagen, ihre Therapie ist eine Kombination aus zwei Methoden. Eine besteht darin, menschliche neurale Stammzellen chirurgisch auf die beschädigte Stelle zu transplantieren, wo sie zu Neuronen und anderen Gehirnzellen heranreifen können.

Die andere Therapie verwendet eine Verbindung namens 3K3A-APC, von der gezeigt wurde, dass sie dazu beiträgt, dass neurale Stammzellen, die in einer Petrischale gewachsen sind, zu Neuronen werden. Aber die Forscher sagen, es sei nicht klar, welche Wirkung das Molekül - aktiviertes Protein-C (APC) genannt - auf lebende Tiere hätte.

Als solches verwendete das Team Mäuse für ihr Experiment, und sie fanden heraus, dass ein Monat nach der Induktion eines Schlaganfall-ähnlichen Hirnschadens in den Mäusen diejenigen, die sowohl die Stammzellen als auch 3K3A-APC erhalten hatten, bei motorischen und sensorischen Funktionstests viel besser abschnitten, verglichen mit Mäusen, die nur eine der Behandlungen erhielten oder keine.

Die Forscher beobachteten auch, dass die Mäuse, denen 3K3A-APC verabreicht wurde, mehr Stammzellen überlebten und zu Neuronen heranreifen.

Aber wie haben die Forscher bei den Mäusen Schlaganfall-ähnliche Hirnschäden verursacht? Sie unterbrachen den Blutfluss zu einem bestimmten Gehirnbereich.

Dann, eine Woche später, das entspricht dem Mausäquivalent von mehreren Monaten beim Menschen, steckten die Forscher die Stammzellen neben das abgestorbene Gewebe und verabreichten entweder ein Placebo oder 3K3A-APC.

"Wenn Sie diesen Mäusen 3K3A-APC geben, funktioniert es viel besser als Stammzellen allein", sagt Dr. Zlokovic. "Wir haben gezeigt, dass 3K3A-APC den Zellen hilft, sich in Neuronen umzuwandeln und strukturelle und funktionelle Verbindungen mit dem Nervensystem des Wirts zu bilden."

"Niemand im Schlaganfallbereich hat das jemals gezeigt"

Die Forscher untersuchten auch die Verbindungen zwischen den Neuronen, die aus den Stammzellen in der geschädigten Hirnregion und den Nervenzellen im primären motorischen Kortex wuchsen.

Das Team fand heraus, dass die Mäuse, die die Stammzellen und 3K3A-APC erhielten, mehr neuronale Verbindungen - Synapsen - hatten, die diese Bereiche verglichen mit den Mäusen, denen das Placebo verabreicht wurde, verknüpften.

Als dann die Forscher die Pfoten der Mäuse mit einer Vibration stimulierten, zeigten die Neuronen, die aus den Stammzellen wuchsen, eine stärkere Reaktion bei den behandelten Mäusen.

"Das bedeutet, dass die transplantierten Zellen nach der Behandlung mit 3K3A-APC funktionell in das Gehirn des Wirts integriert werden. Niemand im Schlaganfallbereich hat dies jemals gezeigt, also glaube ich, dass dies der Goldstandard für zukünftige Studien sein wird."

Dr. Berislav Zlokovic

Im Anschluss an diese Studie wollen die Forscher eine weitere klinische Phase-II-Studie durchführen, um zu untersuchen, ob die Behandlungskombination das Wachstum neuer Nervenzellen bei Schlaganfallpatienten fördern kann, um die Funktion zu verbessern.

Sie sagen, dass, wenn dieser Versuch erfolgreich ist, es möglich sein könnte, die Wirkung der Therapie auf andere Zustände zu prüfen, einschließlich Rückenmarkverletzungen.

"Diese USC-geführte Tierstudie könnte den Weg für einen möglichen Durchbruch bei der Behandlung von Schlaganfallpatienten ebnen", sagt Jim Koenig, Ph.D., Programmdirektor am National Institute of Neurological Disorders des National Institute of Health Schlaganfall (NINDS), die die Studie finanziert.

"Wenn die Therapie bei Menschen funktioniert", fügt er hinzu, "könnte dies die Genesung dieser Patienten deutlich beschleunigen."

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