Verwendung von Stammzellen zur Heilung von Arthritis und Knorpelschäden

Jeden Tag sehe ich Patienten, die gegen Zeit und Altern kämpfen. Wir wollen aktiv und gesund und vor allem schmerzfrei bleiben. Wir wollen weiterhin die Dinge tun, die wir gerne tun, von denen viele gesunde Gelenke erfordern, aber wir kämpfen gegen die Schädigung und Verschlechterung des Knorpels in unseren Gelenken.
Überall um uns herum sehen wir Beispiele von Menschen, die außergewöhnliche Aktivitäten bis in die späte Lebensphase ausführen. Wir sehen, wie Menschen Marathons laufen oder auf dem Golfplatz spazieren gehen, aber unsere Gelenke lassen uns nicht mithalten. Ich sehe auch viele jüngere Athleten und Athleten mittleren Alters, die sich Gelenkschäden zugezogen haben, und ich mache mir Sorgen über die langfristigen Auswirkungen dieser Schäden und ob dies bedeutet, dass ihre Fähigkeit, diese Aktivitäten fortzusetzen, eingeschränkt ist. 
Die Frage lautet: Was können wir tun? Knorpel ist nur begrenzt in der Lage zu heilen oder sich zu regenerieren, aber wir brauchen ihn länger, als er anhält. Können wir irgendetwas tun, um die Heilung des Knorpels zu stimulieren oder um eine neue Polsterschicht für unsere Gelenke wieder aufzubauen? Sind Stammzellen die Antwort auf die Umkehrung des Verlaufs eines alternden oder geschädigten Gelenks??

Was ist Knorpel und wie wird er beschädigt??

Knorpel ist eine Art Bindegewebe im Körper. In unseren Gelenken gibt es einige Arten von Knorpel, aber am häufigsten wird von der glatten Auskleidung eines Gelenks gesprochen, das als Gelenk- oder Hyalinknorpel bezeichnet wird. Diese Art von Knorpel bildet eine glatte Polsterschicht am Ende eines Knochens am Gelenk. Dieses Gewebe ist sehr stark, hat jedoch die Fähigkeit, Energie zu komprimieren und zu absorbieren. Es ist auch sehr glatt und rutschig und ermöglicht es einem Gelenk, mühelos durch einen weiten Bewegungsbereich zu gleiten.
Wenn der Gelenkknorpel beschädigt ist, kann diese glatte Polsterschicht abgetragen werden. Bei traumatischen Verletzungen kann der Knorpel durch plötzliche Krafteinwirkung abbrechen oder beschädigt werden, wodurch der darunter liegende Knochen freigelegt wird. Bei Osteoarthritis (auch als degenerative oder abnutzende Arthritis bezeichnet) kann sich diese glatte Schicht mit der Zeit dünn und ungleichmäßig abnutzen. Wenn dieses Kissen nachlässt, können Gelenkbewegungen schließlich steif und schmerzhaft werden. Gelenke können sich entzünden und anschwellen. Und wenn sich diese Symptome verschlimmern, werden in der Regel Schmerzen und Bewegungseinschränkungen problematisch.
Es gibt Behandlungen für Knorpelschäden und Arthritis, aber in der Regel konzentrieren sich diese Behandlungen entweder auf die Linderung der Symptome durch Glätten des beschädigten Knorpels oder auf das Ersetzen der Gelenkoberfläche durch ein künstliches Implantat, z. B. durch Knieersatz oder Hüftersatzoperation.

Wie können Stammzellen helfen, beschädigten Knorpel zu heilen??

Stammzellen sind spezielle Zellen, die sich vermehren und zu verschiedenen Gewebearten entwickeln können. In den Entwicklungsstadien eines Fötus sind reichlich Stammzellen vorhanden. Im Erwachsenenalter sind Stammzellen jedoch auf bestimmte Aufgaben der Regeneration einiger Zelltypen, wie beispielsweise Blutzellen, beschränkt. Im Knorpelgewebe sind normalerweise keine Stammzellen zu finden, und daher ist die Fähigkeit, neuen Knorpel zu heilen oder nachwachsen zu lassen, gering.
Am häufigsten werden bei orthopädischen Eingriffen und Gelenkproblemen Stammzellen aus adulten Stammzellquellen gewonnen. Die Hauptquellen sind Knochenmark und Fettgewebe. Diese Stammzellen haben die Fähigkeit, sich zu Knorpelzellen, sogenannten Chondrozyten, zu entwickeln. Sie zeigen auch einige andere hilfreiche Eigenschaften, indem sie den Körper dazu anregen, Entzündungen zu reduzieren, die Zellreparatur zu stimulieren und die Durchblutung zu verbessern. Dieser Prozess wird durch die Sekretion von zellulären Signalen und Wachstumsfaktoren verursacht, die den Körper dazu anregen, Heilungsprozesse einzuleiten.
Sobald Stammzellen gewonnen wurden, müssen sie in den Bereich der Knorpelschäden geliefert werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die Stammzellen einfach in das Gelenk zu injizieren. Es gab eine Reihe von Studien, die genau dies untersuchten, und einige Daten zeigen eine Verbesserung der Symptome. Inwieweit diese Verbesserung auf das Wachstum von neuem Knorpel gegenüber anderen Effekten von Stammzellen zurückzuführen ist (die oben aufgeführten heilenden Eigenschaften, einschließlich der entzündungshemmenden Wirkungen), ist nicht bekannt.
Das Problem bei der Injektion von Stammzellen ist, dass Knorpel ein komplexes Gewebe ist, das mehr als nur Zellen enthält. Um den Knorpel zu regenerieren, muss auch die komplexe Gewebestruktur des Knorpels rekonstruiert werden. Knorpel wird oft als eine Gerüststruktur beschrieben, die aus Kollagen, Proteoglykanen, Wasser und Zellen besteht. Es wird angenommen, dass die Injektion nur der Stammzellen die Bildung der gesamten Knorpelstruktur unwirksam stimuliert.
Es gibt Untersuchungen zu Arten von dreidimensionalen Gewebegerüsten, die so konstruiert wurden, dass sie eine knorpelartige Struktur aufweisen. Die Stammzellen können dann in das Gerüst injiziert werden, in der Hoffnung, einen normalen Knorpeltyp besser wiederherstellen zu können. Dreidimensionales Drucken wird schnell zu einem spannenden Teil dieser Art von Forschung.

Wirken Stammzellbehandlungen langfristig??

Es gibt eine Reihe von Studien zur Verwendung von Stammzellen zur Behandlung von Knorpelschäden und Arthritis. Die meisten dieser Studien betreffen das Kniegelenk, aber es gibt auch Studien, die sich mit Knöchel, Schulter und anderen Gelenken befassen. Die meisten dieser Studien verwenden Injektionen, da die Entwicklung von Tissue-Gerüsten noch nicht abgeschlossen ist.
Positiv ist zu vermerken, dass diese Studien häufig eine Verbesserung der Symptome mit weniger Schmerzen und verbesserten funktionellen Scores zeigten. Andererseits waren die meisten dieser Studien sehr klein und dauerten nur Monate oder Jahre. Die langfristigen Auswirkungen von Stammzellinjektionen wurden nicht untersucht.
Dies liegt nicht daran, dass sich niemand mit diesen Problemen befasst, sondern daran, dass das Sammeln langfristiger Daten viel Zeit in Anspruch nimmt. Daher sind wir wahrscheinlich ein Jahrzehnt oder länger davon entfernt, zu viel darüber zu wissen, wie sich dies auf die langfristige Gesundheit eines Gelenks auswirkt.
Das andere große Problem bei den meisten dieser Studien ist, dass sich nicht gezeigt hat, dass sie viel, wenn überhaupt, besser sind als nicht-chirurgische Standardbehandlungen für Arthritis. Während sich die Stammzellen bei Menschen verbessern können, ist dies möglicherweise nicht ganz anders als bei anderen Behandlungen, die als sicherer und weitaus kostengünstiger gelten. Wenn beispielsweise eine Kortison-Injektion oder eine physikalische Therapie vorteilhafte Wirkungen hat, warum sollte dann eine experimentelle Behandlung injiziert werden, die sich nicht als wesentlich besser erwiesen hat??
Schließlich gibt es ernsthafte Fragen zur Sicherheit von Stammzellbehandlungen. Es gab Fragen, die von der Aktivierung des Immunsystems bis zur malignen Transformation reichten. Ein Teil des Problems besteht darin, dass einige Arten von Stammzellbehandlungen wahrscheinlich sehr sicher sind, während andere ein erhebliches Risiko bergen, jedoch alle als "Stammzellbehandlungen" eingestuft werden.
Es kann für Patienten schwierig sein zu wissen, wie sicher die Behandlung sein könnte, die sie erhalten. Bis wir eine gemeinsame Sprache für die Verwendung von Stammzellen entwickelt haben und die Risiken und Vorteile verschiedener Arten von Stammzellbehandlungen verstehen, ist es zu früh, um diese experimentellen Behandlungen allgemein zu empfehlen.

Lohnt es sich zu warten??

Eine der häufigsten Fragen, die ich von Menschen höre, die über die nächsten Schritte bei der Behandlung von Arthritis nachdenken, ist, ob es sich lohnt, auf Stammzellenbehandlungen zu warten: Sollte ich in der Hoffnung, dass Stammzellen vor der Tür stehen, einen Gelenkersatz aussetzen??
Das ist unwahrscheinlich. Wahrscheinlich sind Stammzellen zunächst am nützlichsten für Menschen mit einer Gelenkverletzung, die eine Verschlechterung des Knorpels in diesem Gelenk verhindern möchten, und nicht für Menschen, die neuen Knorpel nachwachsen lassen möchten. Beispielsweise erleidet ein junger Athlet mit einem normalen Knie eine Bänderverletzung und eine damit verbundene Knorpelschädigung. Die Struktur ihres Knies ist normal, aber der Knorpel wurde beschädigt. Die Hoffnung ist, dass die Injektion von Stammzellen den Körper dazu anregen kann, diesen Schaden zu reparieren, bevor der Knorpel irreparabel geschädigt wird.
Dies ist ein ganz anderes Szenario als bei jemandem, der ein stark beschädigtes Gelenk hat, das nicht richtig ausgerichtet ist, keinen Knorpel aufweist und Deformitäten wie Knochensporen aufweist. In diesen Szenarien ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass Stammzellen in naher Zukunft jederzeit signifikant helfen. In Bezug auf das Tissue Engineering und die Lieferung von Stammzellen haben wir noch einen langen Weg vor uns, um zu wissen, wie wir diesen Personen helfen können.

Endeffekt

Stammzellen werden von vielen als die Zukunft der Orthopädie und der Gelenkheilung angesehen. Wir fangen gerade an zu lernen, wie man die Fähigkeiten einer Stammzelle nutzt, um Knorpel zu reparieren und wieder aufzubauen. Obwohl ermutigende Forschungsergebnisse vorliegen, sind wir wahrscheinlich Jahrzehnte davon entfernt, die Auswirkungen von Arthritis und Knorpelschäden auf eine Weise rückgängig zu machen, die den meisten Menschen zugute kommt.
Gegenwärtig gibt es noch viel über Stammzellen zu lernen. Wir wissen einfach nicht genug über die Risiken der Behandlung, die möglichen Vorteile und ob sie Vorteile gegenüber anderen Behandlungen bieten, die derzeit bei der Behandlung von Knorpelproblemen in unseren Gelenken angewendet werden. Im Moment kann sich das, was eine Person als "Stammzellenbehandlung" bezeichnet, von einem anderen völlig unterscheiden. Daher ist es sehr schwierig, Behandlungen, Sicherheit und Wirksamkeit zu vergleichen.
Ich würde jemandem, der eine Verbesserung der Behandlung mit Stammzellen verspricht, große Vorsicht empfehlen. Am wichtigsten ist, dass die derzeitige Stammzellenbehandlung von Knorpelproblemen die Auswirkungen von Arthritis nicht umkehren kann. Während einige Studien eine gewisse klinische Verbesserung zeigen, ist dies bei weitem kein Heilmittel für die Erkrankung.