Inhalt
- Was ist Knorpel und wie wird er beschädigt?
- Wie können Stammzellen helfen?
- Funktionieren Stammzellbehandlungen langfristig?
- Lohnt es sich zu warten?
Überall um uns herum sehen wir Beispiele von Menschen, die bis in die späte Lebensphase außergewöhnliche Aktivitäten ausführen. Wir sehen Leute, die Marathons laufen oder auf dem Golfplatz spazieren gehen, aber unsere Gelenke lassen uns nicht mithalten. Viele jüngere und mittlere Sportler, die Gelenkschäden erleiden, machen sich Sorgen über die langfristigen Auswirkungen dieser Schäden, und wenn dies bedeutet, dass ihre Fähigkeit, diese Aktivitäten fortzusetzen, begrenzt ist.
Die Frage, die sich stellt, ist: Was können wir tun? Knorpel ist in seiner Fähigkeit, zu heilen oder sich zu regenerieren, begrenzt, aber wir brauchen ihn länger als er dauert. Können wir etwas tun, um die Heilung des Knorpels zu stimulieren oder eine neue Polsterschicht für unsere Gelenke nachwachsen zu lassen? Sind Stammzellen die Antwort auf die Umkehrung des Verlaufs eines alternden oder beschädigten 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 die meisten Menschen beziehen sich auf die glatte Auskleidung eines Gelenks, das als Gelenk- oder Hyalinknorpel bezeichnet wird. Diese Art von Knorpel bildet eine glatte Kissenschicht am Ende eines Knochens am Gelenk. Dieses Gewebe ist sehr stark, kann jedoch Energie komprimieren und absorbieren. Es ist auch sehr glatt und rutschig und ermöglicht es einem Gelenk, mühelos durch einen breiten Bewegungsbereich zu gleiten.
Wenn der Gelenkknorpel beschädigt ist, kann diese glatte Polsterschicht abgetragen werden. Bei traumatischen Verletzungen führt manchmal eine plötzliche Kraft dazu, dass der Knorpel abbricht oder beschädigt wird und der darunter liegende Knochen freigelegt wird. Im Fall von Arthrose (auch als degenerative oder Verschleißarthritis bezeichnet) kann sich diese glatte Schicht im Laufe der Zeit dünn und ungleichmäßig abnutzen. Wenn dieses Kissen abgenutzt ist, können Gelenkbewegungen steif und schmerzhaft werden. Gelenke können sich entzünden und anschwellen. Und wenn sich diese Symptome verschlimmern, werden typischerweise Schmerzen und Aktivitätseinschränkungen 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, beispielsweise durch Knieersatz oder Hüftersatz.
Wie können Stammzellen helfen?
Stammzellen sind spezielle Zellen, die sich vermehren und zu verschiedenen Gewebetypen entwickeln können. In den Entwicklungsstadien eines Fötus gibt es reichlich Stammzellen. Im Erwachsenenalter sind Stammzellen jedoch auf bestimmte Aufgaben der Regeneration einiger Zelltypen wie Blutzellen beschränkt. Es gibt normalerweise keine Stammzellen im Knorpelgewebe, und daher gibt es wenig Fähigkeit, neuen Knorpel zu heilen oder nachwachsen zu lassen.
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 weisen auch einige andere hilfreiche Eigenschaften auf, 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, um den Körper zu stimulieren, Heilungsprozesse einzuleiten.
Sobald Stammzellen erhalten 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 neuen Knorpels im Vergleich zu anderen Wirkungen von Stammzellen zurückzuführen ist (die oben aufgeführten heilenden Eigenschaften, einschließlich der entzündungshemmenden Wirkungen), ist unbekannt.
Das Problem bei der Injektion von Stammzellen besteht darin, dass Knorpel ein komplexes Gewebe ist, das aus mehr als nur Zellen besteht. Um den Knorpel zu regenerieren, muss auch die komplexe Gewebestruktur des Knorpels rekonstruiert werden. Knorpel wird oft als gerüstartig beschrieben, die aus Kollagen, Proteoglykanen, Wasser und Zellen besteht. Es wird angenommen, dass die Injektion nur der Stammzellen die Bildung der gesamten Knorpelstruktur nicht stimuliert.
Es gibt Untersuchungen zu Arten von dreidimensionalen Gewebegerüsten, die so konstruiert sind, dass sie eine knorpelartige Struktur aufweisen. Die Stammzellen können dann in das Gerüst injiziert werden, in der Hoffnung, einen normalen Knorpeltyp besser wiederherzustellen. Der dreidimensionale Druck wird schnell zu einem spannenden Teil dieser Art von Forschung.
Funktionieren Stammzellbehandlungen langfristig?
Es gab 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 sich Tissue Engineered Scaffolds noch in der Entwicklung befinden und nicht gut erforscht sind.
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 Themen befasst, sondern daran, dass das Sammeln von Langzeitdaten lange dauert. 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 nicht gezeigt wurde, dass sie viel, wenn überhaupt, besser sind als herkömmliche nicht-chirurgische Arthritis-Behandlungen. Während Menschen mit Stammzellen eine gewisse Verbesserung haben können, ist dies möglicherweise nicht viel anders als bei anderen Behandlungen, die als sicherer und viel kostengünstiger angesehen werden. Wenn beispielsweise ein Cortison-Schuss oder eine physikalische Therapie positive Auswirkungen hat, warum dann eine experimentelle Behandlung injizieren, die sich nicht als viel 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 kann, 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 von Menschen, die über die nächsten Schritte bei der Behandlung von Arthritis nachdenken, ist, ob sich das Warten auf Stammzellbehandlungen lohnt: sollte ich einen Gelenkersatz verschieben, in der Hoffnung, dass Stammzellen um die Ecke sind?
Dies ist unwahrscheinlich. Wahrscheinlich sind Stammzellen anfangs am nützlichsten für Menschen, die eine Verletzung ihres Gelenks haben und die Verschlechterung des Knorpels in diesem Gelenk verhindern möchten, nicht für Menschen, die neuen Knorpel nachwachsen lassen möchten. Zum Beispiel erleidet ein junger Athlet mit einem normalen Knie eine Bandverletzung und einen damit verbundenen Knorpelschaden. 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 hat und Deformitäten wie Knochensporen entwickelt hat. In diesen Szenarien ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass Stammzellen in naher Zukunft jederzeit erheblich helfen. In Bezug auf Tissue Engineering und Stammzellabgabe haben wir noch einen langen Weg vor uns, um zu wissen, wie wir diesen Personen helfen können.
Ein Wort von Verywell
Stammzellen werden von vielen als die Zukunft der Orthopädie und Gelenkheilung angesehen. Wir fangen gerade erst an zu lernen, wie man die Fähigkeiten einer Stammzelle nutzt, um Knorpel zu reparieren und nachwachsen zu lassen. Obwohl es ermutigende Forschungsarbeiten gibt, sind wir wahrscheinlich Jahrzehnte davon entfernt, die Auswirkungen von Arthritis und Knorpelschäden so umzukehren, dass die meisten Menschen davon profitieren.
Derzeit gibt es noch viel über Stammzellen zu lernen. Wir wissen einfach nicht genug über die Risiken einer Behandlung, die möglichen Vorteile und ob sie einen Vorteil gegenüber anderen Behandlungen bieten, die derzeit bei der Behandlung von Knorpelproblemen in unseren Gelenken eingesetzt werden. Im Moment kann sich das, was eine Person als "Stammzellbehandlung" bezeichnet, völlig von einer anderen unterscheiden. Daher ist es sehr schwierig, Behandlungen, Sicherheit und Wirksamkeit zu vergleichen.
Wir empfehlen eine erhebliche Vorsicht bei jemandem, der eine Verbesserung der Behandlung mit Stammzellen verspricht. Am wichtigsten ist, dass die derzeitige Stammzellbehandlung von Knorpelproblemen die Auswirkungen von Arthritis nicht umkehren kann. Während einige Studien eine gewisse klinische Verbesserung zeigen, ist dies bei weitem keine Heilung für die Erkrankung.