Steigende klinische Anwendung von Stammzellen aus Nabelschnurblut und Konsequenzen für den Umgang mit diesem Biomaterial

Zusammenfassung

Das Nabelschnurblut (NSB) eines Neugeborenen enthält Stammzellen, die ein besonders hohes Differenzierungs- und Regenerationspotenzial haben und sich damit für den Einsatz in der regenerativen Medizin eignen. In dieser Übersicht sollen aktuelle klinische Anwendungen aufgezeigt sowie die Notwendigkeit zur Einlagerung von NSB-Stammzellen abgeleitet und diskutiert werden. Eine Medline-Suche nach Veröffentlichungen zur klinischen Anwendung von NSB-Stammzellen und weiterer Datenbanken wurde durchgeführt. Die Transplantation von NSB-Stammzellen, einer besonderen Gruppe der adulten Stammzellen, ist nicht nur bei verschiedenen Hämoblastosen bereits erfolgreich etabliert, sondern könnte zukünftig auch die Prognose bei Erkrankungen verbessern, die auf eine degenerative und/oder verletzungsbedingte Schädigung wichtiger Körperzellen und Organe zurückgehen. Ein gegenwärtiger Schwerpunkt der weltweiten Forschung ist das Tissue Engineering bioartifizieller Herzklappen und Gefäße sowie der Einsatz von NSB-Stammzellen bei akutem Myokardinfarkt, Diabetes mellitus Typ 1 und neurodegenerativen Erkrankungen. Auch in der Urologie liegen erste Daten zum erfolgreichen Einsatz von NSB-Stammzellen bei Belastungsinkontinenz vor. Da diese konkreten Fortschritte in der adulten Stammzellforschung einen rationaleren Umgang mit der Ressource Nabelschnurblut sowohl für die Forschung als insbesondere auch für die klinische Anwendung erfordern, sollten persönliche Strategien werdender Eltern aber auch staatliche Konzepte zur Einlagerung von Stammzellen aus Nabelschnurblut zur Eigenvorsorge oder zur Spende für andere bzw. für die Forschung entwickelt werden.

Abstract

Umbilical cord blood (UCB) of a newborn contains stem cells with a remarkably high differentiation and regeneration potential. They are therefore useful for application in regenerative medicine. In this review current clinical applications are summarised and the necessity for the storage of UCB stem cells is derived and discussed. A Medline search for publications regarding clinical application of UCB stem cells was carried out and other data bases were reviewed. The transplantation of UCB stem cells, a special class of adult stem cells, has not only been established successfully in a variety of haematoblastoses but could also improve the prognosis in diseases which are related to degeneration and/or injuries of body cells and organs. The current focus in worldwide research is tissue engineering of bioartificial heart valves and vessels as well as applications of UCB stem cells in acute myocardial infarction, diabetes mellitus type 1 and neurodegenerative diseases. In urology the first results regarding the successful application of UCB stem cells in incontinence have been published. This definite progress in adult stem cell research as well as in clinical application requires a more rational handling of the resource UCB stem cells. Personal strategies as well as governmental concepts for storage of UCB stem cells for personal precautions, for donation to others or for research, respectively, have to be developed.

Schlüsselwörter

adulte Stammzellen - Nabelschnurblut - private Nabelschnurblutbanken - öffentliche Nabelschnurblutbanken - regenerative Medizin - klinische Anwendung - Stammzellforschung

Key words

adult stem cells - umbilical cord blood - private cord blood banking - public cord blood banking - regenerative medicine - clinical applications - stem cell research

Literatur

• 1 McGuckin C, Forraz N, Baradez MO. et al . Embryonic-like stem cells from umbilical cord blood and potential for neural modeling.  Acta Neurobiol Exp. 2006;  66 321-329
• 2 Troeger C, Hoesli I, Manegold G. et al . Die Nabelschnurblutentnahme führt zu einer signifikanten Verkürzung der Plazentarperiode.  Gynakol Geburtshilfliche Rundsch. 2008;  48 180
• 3 Troeger C, Surbeck DV, Holzgreve W. Stammzellen aus Nabelschnurblut. Stand der bisherigen Erkenntnisse und Ausblick.  Gynakologe. 2005;  38 829-834
• 4 Jacobs VR, Niemeyer M, Gottschalk N. et al . Das STEMMAT-Projekt als Teil der Gesundheitsinitiative BayernAktiv: Adulte Stammzellforschung aus Nabelschnur und –blut als Alternative zur embryonalen Stammzellforschung.  Zentralbl Gynakol. 2005;  127 ((6)) 368-372
• 5 Jacobs VR, Niemeyer M, Gottschalk N. et al . Privates Nabelschnurblutbanking reduziert nicht die Probenanzahl für wissenschaftliche Stammzellforschung.  Z Geburtshilfe Neonatol. 2005;  209 ((6)) 223-227
• 6 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) . Bekanntmachung des BMBF von Richtlinien zur Förderung von Forschungsprojekten zur Gewinnung pluri- bzw- multipotenter Stammzellen. .  http://www.bmbf.de/foerderungen/10757.php , am 18.01.2009
• 7 Brunstein CG, Barker JN, Weisdorf DJ. et al . Umbilical cord blood transplantation after nonmyeloablative conditioning: impact on transplantation outcomes in 110 adults with hematologic disease.  Blood. 2007;  110 3064-3070
• 8 Eapen M, Rubinstein P, Zhang MJ. et al . Outcomes of transplantation of unrelated donor umbilical cord blood and bone marrow in children with acute leukaemia: a comparison study.  Lancet. 2007;  369 ((9577)) 1947-1954
• 9 Laughlin MJ. Umbilical cord blood for allogeneic transplantation in children and adults.  Bone Marrow Transplant. 2001;  27 ((1)) 1-6
• 10  . Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften (AWMF). http://www.uni-duesseldorf.de/AWMF/index.html , am 18.01.2009
• 11 Bundesärztekammer: . Richtlinien zur Transplantation von Stammzellen aus Nabelschnurblut (CB=Cord Blood). , Dtsch Arztebl 1999;96(19):A1297-1304 http://www.bundesaerztekammer.de/downloads/Transnabel_pdf.pdf am , 19.01.2009
• 12 Troeger C, Meyer-Monard S, Tichelli A. et al . Nabelschnurblutspende: Relevante Fakten. Gynecologie Suisse – Schweizerische Gesellschaft für Gynäkologie und Geburtshilfe, Expertenbrief Nr.  , 24 vom 21.10.2007
• 13 American College of Obstetrics and Gynecology (ACOG): . Umbilical cord blood banking. ACOG Committee Opinion No. 399.  Obstet Gynecol. 2008;  111 475-477
• 14 Vita34 . http://www.vita34.de/vita/de/erfahrungen.php , am 18.01.2009
• 15 Netcord.org . Inventory.  http://www.netcord.org/inventory.html , am 18.01.2009
• 16 Jacobs VR, Niemeyer M, Gottschalk N. et al . Transplantations of stored umbilical cord blood from private blood banks: worldwide experience and analysis of 52 case reports from 1993-2004. 3rd Annual Meeting of the International Society of Stem Cell Research (ISSCR), San Francisco, CA, USA; 23.–26. Juni 2005.
• 17 Vita34 . Anwendung von Nabelschnurblut-Stammzellen. Wissenschaftlicher Hintergrundinformation. 2 Seiten, Juni 2006.
• 18 Siegmund-Schultze N. Allogene Stammzelltransplantation: Nachschub aus der Nabelschnur.  Dtsch Arztebl. 2009;  106 ((3)) A75 http://www.aerzteblatt.de/v4/archiv/pdf.asp?id=63029 am 19.01.2009
• 19 Vita34 . http://www.vita34.de/vita34/wdeutsch/qualitaet/erfahrung.shtml am 18.01.2009
• 20 Cordblood.net . http://cordblood.net/pdf/transplant_summary.pdf am 18.01.2009
• 21 ViaCord . http://www.viacord.com/9c9f92ce-7c61-4a79-af33-53e8f8405fa2/link.pdf am 18.01.2009
• 22 StemCellResearch.org . Adulte Stammzellanwendungen in 73 Erkrankun-gen. http://stemcellresearch.org/facts/checkthescore.pdf am 18.01.2009
• 23 StemCellResearch.org . Peer-Reviewed References Showing Applications of Adult Stem Cells that Produce Therapeutic Benefit for Human Patients. http://stemcellresearch.org/facts/asc-refs.pdf , am 18.01.2009
• 24 Burt RK, Loh Y, Pearce W. et al . Clinical applications of blood-derived and marrow-derived stem cells for nonmalignant diseases.  JAMA. 2008;  299 925-935
• 25 National Institutes of Health (NIH) . Studienregister. http://clinicaltrials.gov/ct2/results?term=%22umbilical+cord+blood%22+%22stem+cell%22 , am 18.01.2009
• 26 Hayani A, Lampeter E, Viswanatha D. et al . First report of autologous cord blood transplantation in the treatment of a child with leukemia.  Pediatrics. 2007;  119 e296-e300
• 27 Henning RJ, Abu-Ali H, Balis JU. et al . Human umbilical cord blood mononuclear cells for the treatment of acute myocardial infarction.  Cell Transplant. 2004;  13 729-739
• 28 Ma N, Ladilov Y, Kaminski A. et al . Umbilical cord blood cell transplantation for myocardial regeneration.  Transplant Proc. 2006;  38 ((3)) 771-773
• 29 Ma N, Stamm C, Kaminski A. et al . Human cord blood cells induce angiogenesis following myocardial infarction in NOD/scid-mice.  Cardiovasc Res.. 2005;  66 ((1)) 45-54
• 30 Henning RJ, Burgos JD, Ondrovic L. et al . Human umbilical cord blood progenitor cells are attracted to infarcted myocardium and significantly reduce myocardial infarction size.  Cell Transplant. 2006;  15 647-658
• 31 Schmidt D, Mol A, Odermatt B. et al . Engineering of biologically active living heart valve leaflets using human umbilical cord-derived progenitors cells.  Tissue Eng. 2006;  12 3223-3232
• 32 Schmidt D, Asmis LM, Odermatt B. et al . Engineered living blood vessels: functional endothelia generated from human umbilical cord-derived progenitors.  Ann Thorac Surg. 2006;  82 1465-1471
• 33 Denner L, Bodenburg Y, Zhao JG. et al . Directed engineering of umbilical cord blood stem cells to produce C-peptide and insulin.  Cell Prolif. 2007;  40 367-380
• 34 Haller MJ, Viener HL, Brusko T. et al . Insulin Requirements, HbA1c, and stimulated C-Peptide following autologous Umbilical Cord Blood Transfusion in Children with T1D. 67th Scientific Session of the American Diabetes Association, Chicago, IL, USA; 22.–26. Juni 2007.
• 35 Dasari VR, Spomar DG, Gondi CS. et al . Axonal remyelination by cord blood stem cells after spinal cord injury.  J Neurotrauma. 2007;  24 391-410
• 36 Chen R, Ende N. The potential for the use of mononuclear cells from human umbilical cord blood in the treatment of amyotrophic lateral sclerosis in SOD1 mice.  J Med. 2000;  31 21-29
• 37 Ende N, Chen R. The effect of a megadose of human umbilical cord blood mononuclear cells on Huntington's disease mice.  Am J Clin Pathol. 2000;  114 4
• 38 Ende N, Chen R, Ende-Harris D. Human umbilical cord blood cells ameliorate Alzheimer's disease in transgenic mice.  J Med. 2001;  32 241-247
• 39 Lee JN, Koh CJ, Lee CS. et al . Early phase I/II clinical trial results for human cord blood stem cell injection therapy for stress urinary incontinence. , 103^rd Annual Meeting of the American Urological Association, Anaheim, CA, USA, 19.–24. Mai 2007
• 40 Boelsterl M. Der prädiktive Wert perinataler fetaler und maternaler Geburtsparameter für den relativen Gehalt mononukleärer und CD34-positiver Zellen im Nabelschnurblut Neugeborener. Medizinische Dissertation, Technische Universität München, München 2007.
• 41 Annas GJ. Waste and longing – the legal status of placental-blood banking.  N Engl J Med. 1999;  340 1521-1524
• 42 Nietfield JJ, Pasquini MC, Logan BR. et al . Lifetime probabilities of hematopoietic stem cell transplantation in the U.  S. Biol Blood Marrow Transplant. 2008;  14 316-322

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