Können Fortschritte in der Wissenschaft dies zu einer möglichen Option machen?
Jeden Tag sehe ich Patienten, die gegen die Zeit und das Altern kämpfen. Wir wollen aktiv und gesund und vor allem schmerzfrei bleiben. Wir wollen weiterhin die Dinge tun, die wir lieben, von denen viele gesunde Gelenke erfordern, aber wir kämpfen gegen die Schädigung und den Verfall des Knorpels in unseren Gelenken.
Überall um uns herum sehen wir Beispiele von Menschen, die bis zum späten Lebensabschnitt außergewöhnliche Aktivitäten machen.
Wir sehen Leute Marathons laufen oder auf dem Golfplatz laufen, doch unsere Gelenke lassen uns nicht mithalten. Ich sehe auch viele jüngere und Sportler mittleren Alters, die Schäden an ihren Gelenken erleiden, und sorgen sich um die langfristigen Auswirkungen dieses Schadens und wenn es bedeutet, dass ihre Fähigkeit, diese Aktivitäten fortzusetzen, begrenzt ist.
Die Frage, die sich stellt, lautet: Was können wir tun? Knorpel ist in seiner Fähigkeit zu heilen oder zu regenerieren begrenzt, aber wir brauchen es länger als es dauert. Können wir etwas tun, um die Heilung von Knorpel zu stimulieren oder um eine neue Polsterschicht für unsere Gelenke nachwachsen zu lassen? Sind Stammzellen die Antwort darauf, den Verlauf eines alternden oder beschädigten Gelenks umzukehren?
Was ist Knorpel und wie wird es beschädigt?
Knorpel ist eine Art von Bindegewebe im Körper. In unseren Gelenken haben wir einige Arten von Knorpel, aber am häufigsten beziehen sich Leute auf die glatte Auskleidung eines Gelenks, das Gelenk- oder Hyalinknorpel genannt wird.
Diese Art von Knorpel bildet eine glatte Polsterschicht am Ende eines Knochens am Gelenk. Dieses Gewebe ist sehr stark, aber es hat die Fähigkeit, Energie zu komprimieren und zu absorbieren. Es ist auch sehr glatt und rutschig und ermöglicht einem Gelenk, mühelos durch eine breite Palette von Bewegungen zu gleiten.
Wenn Gelenkknorpel beschädigt ist, kann diese glatte Polsterschicht abgetragen werden.
Im Falle von traumatischen Verletzungen verursacht manchmal eine plötzliche Kraft, dass der Knorpel abbricht oder beschädigt wird, wodurch der darunter liegende Knochen freigelegt wird. Im Falle von Osteoarthritis (auch degenerative oder Verschleiß-und-Arthritis), im Laufe der Zeit, die glatte Schicht kann dünn und uneben tragen. Schließlich, wenn das 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 Einschränkungen der Aktivität problematisch.
Es gibt Behandlungen für Knorpelschäden und Arthritis, aber typischerweise konzentrieren sich diese Behandlungen entweder auf die Linderung der Symptome, indem der beschädigte Knorpel geglättet wird, oder die Gelenkoberfläche durch ein künstliches Implantat ersetzt wird, beispielsweise durch Kniegelenkersatz oder Hüftgelenkersatz .
Wie können Stammzellen bei der Heilung von geschädigtem Knorpel helfen?
Stammzellen sind spezielle Zellen, die sich vermehren und zu verschiedenen Arten von Gewebe entwickeln können. In den Entwicklungsstadien eines Fötus sind Stammzellen reichlich vorhanden. Im Erwachsenenalter sind die Stammzellen jedoch auf spezifische Aufgaben beschränkt, bei denen einige Arten von Zellen wie Blutzellen regeneriert werden. Es gibt normalerweise keine Stammzellen im Knorpelgewebe, und daher gibt es wenig Kapazität, um neuen Knorpel zu heilen oder neu zu bilden.
Am häufigsten werden bei orthopädischen Operationen und Gelenkproblemen Stammzellen aus adulten Stammzellen gewonnen . Die primären Quellen 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 anregen, Entzündungen zu reduzieren, Zellreparaturen zu stimulieren und den Blutfluss zu verbessern. Dieser Prozess wird durch die Sekretion von zellulären Signalen und Wachstumsfaktoren verursacht, die den Körper dazu anregen, Heilungsprozesse einzuleiten.
Sobald Stammzellen erhalten worden sind, müssen sie in den Bereich der Knorpelschädigung gebracht werden.
Eine Möglichkeit besteht darin, einfach die Stammzellen in das Gelenk zu injizieren. Es gab eine Reihe von Studien, die genau dies untersuchten, und einige Daten zeigen eine Verbesserung der Symptome. Wie viel von dieser Verbesserung das Ergebnis eines neuen Knorpelwachstums im Vergleich zu anderen Effekten von Stammzellen ist (die oben aufgeführten heilenden Eigenschaften einschließlich der entzündungshemmenden Wirkungen) ist unbekannt.
Das Problem bei der Injektion von Stammzellen ist, dass Knorpel ein komplexes Gewebe ist, das aus mehr als nur Zellen besteht. Um Knorpel zu regenerieren, muss auch die komplexe Gewebestruktur des Knorpels rekonstruiert werden. Knorpel wird oft als eine gerüstartige Struktur beschrieben, die aus Kollagen, Proteoglykanen, Wasser und Zellen besteht. Es wird angenommen, dass das Injizieren 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, eine normale Art von Knorpel besser wiederherzustellen. Der dreidimensionale Druck wird schnell zu einem spannenden Teil dieser Art von Forschung.
Funktionieren Stammzellbehandlungen langfristig?
Es gab eine Reihe von Studien über die Verwendung von Stammzellen zur Behandlung von Knorpelschäden und Arthritis. Die meisten dieser Studien beinhalten das Kniegelenk, aber es gibt auch Studien, die auch die Knöchel, die Schulter und andere Gelenke untersuchen. Die meisten dieser Studien verwenden Injektionen, da Tissue-Engineering-Scaffolds noch entwickelt werden und nicht gut erforscht sind.
Positiv zu vermerken ist, dass diese Studien oft eine Verbesserung der Symptome zeigten, mit weniger Schmerzen und verbesserten funktionellen Scores. Auf der anderen Seite waren die meisten dieser Studien sehr klein und dauerten nur Monate oder Jahre. Die langfristigen Auswirkungen von Stammzellen Injektionen wurden nicht untersucht.
Dies liegt nicht daran, dass niemand diese Probleme untersucht, sondern weil die Erfassung von Langzeitdaten sehr lange dauert. Daher sind wir wahrscheinlich ein Jahrzehnt oder mehr davon entfernt, zu viel darüber zu wissen, wie sich dies auf die langfristige Gesundheit eines Gelenks auswirkt.
Das andere große Problem mit den meisten dieser Studien ist, dass sie nicht viel, wenn überhaupt, besser als standardmäßige nicht-chirurgische Arthritis-Behandlungen gezeigt haben. Während sich die Menschen mit Stammzellen etwas verbessern können, ist dies vielleicht nicht so viel anders als bei anderen Behandlungen, die als sicherer und viel weniger kostspielig angesehen werden. Zum Beispiel, wenn ein Kortison-Shot oder eine physikalische Therapie positive Auswirkungen hat, warum dann eine experimentelle Behandlung injizieren, die sich als nicht 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 signifikantes Risiko darstellen, aber alle werden als "Stammzellbehandlungen" kategorisiert.
Es kann für Patienten schwierig sein zu wissen, wie sicher die Behandlung, die sie erhalten, sein könnte. Bis wir eine gemeinsame Sprache für die Verwendung von Stammzellen entwickelt haben und die Risiken und Vorteile der verschiedenen 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 bezüglich der nächsten Schritte bei der Behandlung von Arthritis höre, ist, ob es sich lohnt, auf Stammzellbehandlungen zu warten: Soll ich einen Gelenkersatz verschieben, in der Hoffnung, dass Stammzellen um die Ecke kommen?
Das ist unwahrscheinlich. Vermutlich werden Stammzellen vor allem für Menschen nützlich sein, die eine Verletzung an ihrem Gelenk haben, und wollen die Verschlechterung von Knorpel in diesem Gelenk verhindern, nicht für Leute, die neuen Knorpel nachwachsen wollen. Zum Beispiel erleidet ein junger Athlet mit einem normalen Knie eine Bänderverletzung und einen damit verbundenen Knorpelschaden. Die Struktur ihres Knies ist normal, aber der Knorpel wurde beschädigt. Die Hoffnung besteht darin, dass die Injektion von Stammzellen dazu beitragen kann, den Körper zur Reparatur dieses Schadens zu stimulieren, bevor der Knorpel irreparabel geschädigt wird.
Dies ist ein ganz anderes Szenario als bei jemandem, der ein stark beschädigtes Gelenk hat, das nicht ausgerichtet ist, keinen Knorpel hat und Deformitäten wie Knochensporne entwickelt hat. In diesen Szenarien ist die Wahrscheinlichkeit, dass Stammzellen in naher Zukunft signifikant helfen, gering. In Bezug auf Tissue Engineering und Stammzellen-Lieferung sind wir noch weit davon entfernt zu wissen, wie wir diesen Patienten helfen können.
Endeffekt
Stammzellen werden von vielen als die Zukunft der Orthopädie und Gelenkheilung angesehen. Wir fangen gerade an zu lernen, wie man die Fähigkeiten einer Stammzelle nutzt, um Knorpel zu reparieren und wieder wachsen zu lassen. Während es ermutigende Forschung gibt, sind wir wahrscheinlich Jahrzehnte davon entfernt, die Auswirkungen von Arthritis und Knorpelschäden in einer Weise umzukehren, die den meisten Menschen zugute kommt.
Gegenwärtig gibt es noch viel zu lernen über Stammzellen. Wir wissen einfach nicht genug über die Risiken der Behandlung, die möglichen Vorteile und ob sie einen Vorteil gegenüber anderen Behandlungen bieten, die derzeit bei der Behandlung von Knorpelproblemen in unseren Gelenken verwendet werden. Gerade jetzt, was eine Person als "Stammzellenbehandlung" bezeichnet, kann völlig unterschiedlich sein. Daher ist der Vergleich von Behandlungen, Sicherheit und Wirksamkeit sehr schwierig.
Ich würde große Vorsicht bei jemandem empfehlen, der eine Verbesserung bei der Behandlung mit Stammzellen verspricht. Am wichtigsten ist, dass die derzeitige Behandlung von Knorpelproblemen mit Stammzellen die Wirkungen von Arthritis nicht rückgängig machen konnte. Während einige Studien einige klinische Verbesserungen zeigen, ist dies bei weitem nicht eine Heilung für die Bedingung.
> Quellen:
> LaPrade RF, Dragoo JL, Koh JL, Murray IR, Geeslin AG, Chu CR. "AAOS Research Symposium Updates und Konsensus: Biologische Behandlung von orthopädischen Verletzungen" J Am Acad Orthop Surg. 2016 Jul; 24 (7): e62-78.
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