Einsatz von Stammzellen

Stammzellen haben die einzigartige Eigenschaft der Selbsterneuerung und die Fähigkeit, sich in andere Zelltypen zu differenzieren. iPS-Zellen können ethischen Bedenken und einer möglichen allogenen Abstoßung entgehen. Dies macht sie attraktiv für therapeutische Anwendungen wie die Zelltherapie bei Leukämie, Autoimmunkrankheiten und neuerdings sogar zur Heilung von Blindheit.

Die Augen sind ein komplexes Organ und bestehen aus vielen Zelltypen mit spezifischen Aufgaben. Zusammen bilden diese Zellen ein System, das Licht aus der Umgebung wahrnimmt und diese Informationen an das Gehirn weiterleitet. Das retinale Pigmentepithel (RPE) ist die Zellschicht, die für die Umwandlung von Lichtwellen in ein Zellsignal verantwortlich ist.

Abbildung 1: Behandlung von Netzhauterkrankungen mit iPS-Zellen. Körperzellen werden kultiviert und durch die Zugabe von Pluripotenzfaktoren in iPS-Zellen umprogrammiert (A). Sobald diese Zellen zu RPE-Zellen differenziert sind, werden sie getestet und unter die Netzhaut des Patienten injiziert (B).

Das RPE besteht aus einer Monoschicht pigmentierter Zellen mit einer apikalen Membran, die aus lichtempfindlichen äußeren Segmenten der Photorezeptoren besteht, und einer basolateralen Membran, die zu den gefensterten Kapillaren der Aderhaut zeigt.

Die RPE-Zellen sind für die Aufrechterhaltung der Struktur und Funktion der Netzhaut und der Photorezeptoren von entscheidender Bedeutung. Außerdem sind sie für die Verarbeitung von Nährstoffen zuständig, mit denen die Netzhaut versorgt wird. RPE-Zellen können durch verschiedene Krankheiten geschädigt werden, z. B. durch altersbedingte Makuladegeneration (AMD), Retinitis pigmentosa, Morbus Stargardt und die Lebersche Kongenitale Neurose. Eine fortschreitende Schädigung des RPE kann zu Funktionsstörungen des Auges und sogar zur Erblindung führen.

RPE-Spender sind selten und schwer zu finden. In aktuellen Studien versucht man, mithilfe von iPS-Zellen RPE-Zellen für Augentransplantationen zu produzieren. 2014 begannen klinische Versuche mit RPE-Transplantationen am Menschen. Derzeit werden 150 Mikroliter RPE-Zellen unter die Netzhaut eines Patienten injiziert.

Quellen:

• Cyranoski, D. (2014). Japanese woman is first recipient of next-generation stem cells. Nature, 12.
• Pagliuca, F. W., Millman, J. R., Gürtler, M., Segel, M., Van Dervort, A., Ryu, J. H., ... & Melton, D. A. (2014). Generation of functional human pancreatic β cells in vitro. Cell, 159(2), 428-439.