Anwendungsmöglichkeiten von Nabelschnurblut (Cord Blood)

Anwendungsmöglichkeiten von Nabelschnurblut (Cord Blood)

von Univ.-Prof. Dr. Renate Heinz

Zellen aus der Nabelschnur sind in verschiedenen Indikationen einsetzbar:

• Sie wurden als in Zukunft möglicher Gewebeersatz (Tissue Engineering) propagiert und verursachten deshalb beträchtliches Aufsehen in den Massenmedien. Die Reprogrammierung von Körperzellen des Erwachsenenorganismus lässt diese Indikation, die eine besondere Logistik erfordert, derzeit weniger attraktiv erscheinen. Es ist aber erwähnenswert, dass eine Grazer Forschungsgruppe um D. Strunk (http://www.medunigraz.at/stemcellresearch) kürzlich in neuen Journal , das wissenschaftliche Videos publiziert und auch in Pubmed gelistet ist, einen Beitrag zu diesem Thema publiziert hat. www.jove.com
  Reinisch A, Strunk D (2009) Isolation and Animal Serum Free Expansion of Human Umbilical Cord Derived Mesenchymal Stromal Cells (MSCs) and Endothelial Colony Forming Progenitor Cells (ECFCs).  Journal of Visualised Experiments.  DOI: 10.3791/1525, Oct 8;(32) [Online with subscription]
• Etabliert ist die Gewinnung von hämatopoetischen Stammzellen aus der Nabelschnur (Umbilical Cord Blood Transplantation). Auf die Problematik der geringen Ausbeute hämatologischer Stammzellen wurde mehrfach auch in Beiträgen von Forschung aktuell hingewiesen.

In der Ausgabe vom 5. 11. 2009 publiziert Blood, das renommierte Journal der Amerikanischen Gesellschaft für Hämatologie, zwei Beiträge zu diesem Thema (www.bloodjournal.org).

M. Delanea: Inside Blood: Are 2 cords better than 1?; Blood 114: 3980–3981; http://bloodjournal.hematologylibrary.org/cgi/content/full/114/19/3980?etoc
Originalarbeit (Abstract frei zugänglich)
M. R. Veneris et al.: Relapse risk after umbilical cord blood transplantation: enhanced graft-versus-leukemia effect in recipients of 2 units; Blood 114: 4293–4299;
http://bloodjournal.hematologylibrary.org/cgi/content/abstract/114/19/4293

• Die Verwendung von Nabelschnurblut als Erythrozytenersatz ist viel weniger bekannt und wird wohl aufgrund der bisherigen Erfahrungen ein Nischenprodukt bleiben. Trotzdem (oder gerade deshalb) ist der rezenter Review im Novemberheft von Vox Sangunis, der die relevanten Studien zu diesem Thema zusammenfasst, von Interesse (http://www3.interscience.wiley.com/journal/118510698/home).

C. M. Khodabux, A. Brand: Review: The use of cord blood for Transfusion purposes: current status;
Vox Sanguinis 97 (2009): 281–293; Abstract (frei zugänglich)|

Halbrecht publizierte bereits 1939 seine Erfahrungen mit der Transfusion von Plazentablut. In der Pionierphase der Transfusionsmedizin waren allerdings die bakterielle Kontamination sowie die Angst vor einer Gerinnselbildung ein Hemmschuh, Nabelschnurblut zu Transfusionszwecken einzusetzen.
Sterilität und Lagerungsbedingungen sind mittlerweile kein Problem mehr. Der Aufbau der Nabelschnurbanken ist ebenfalls gelungen. Die Transfusion von Erythrozyten aus Nabelschnüren wird aber trotzdem kaum durchgeführt, wobei das Hauptargument die zu geringe Ausbeute an Zellen ist.
Sichtet man die Literatur, gibt es nur vier prospektiv randomisierte Studien (RCT) von zwei Arbeitsgruppen (Surbeck bzw. Parfumi) zu diesem Thema. Die Autoren des rezenten Reviews haben aber auch alle anderen relevanten Studien zu diesem Thema (n = 150) in ihrer Auswertung berücksichtigt, sofern sie folgende Angaben enthielten.

1. Methode der UBC(Umbilical Blood Cell)-Gewinnung durch Punktion der Gefäße in utero oder ex utero
2. UBC-Volumen nach der Gewinnung (Harvest)
3. Angaben zur Sterilität
4. Einfluss der Zeit bis zum Abklemmen der Nabelschnur (Clampingzeit < oder > als 30 Sekunden) auf das UBC- Volumen nach dem Harvest. Standardisierung ist häufig nicht möglich (Angaben nach Gutdünken der Ärzte und Hebammen wurden ebenfalls akzeptiert)
5. Angaben zu Verarbeitung und Volumen nach Abschluss dieser Prozeduren
6. Parameter zur Lagerung der aus der Nabelschnur gewonnenen Erythrozyten
7. Verwendung der Ery (autolog oder allogen)

UBC-Volumina waren in den beiden RCT bei intrauteriner Gewinnung größer. Die Tabelle zeigt Daten von Surbeck, die von Parfumi (Gewinnung nur im Rahmen von Sectiones) bestätigt wurden.

Ein Nachteil von Beobachtungsstudien ist die Schwierigkeit, die einzelnen Studien miteinander zu vergleichen:

Es bestehen große Unterschiede bei den
Fallzahlen (n = 151 bis n = 8623).
Die Angaben zum Volumen der UBC schwanken stark, wobei zwar ein Trend zur höheren Ausbeute bei In-utero-Gewinnung abgeleitet werden kann. Die Angaben sind aber auch sehr von den unterschiedlichen Zentren und den Fallzahlen abhängig – siehe Extrembeispiele in der Tabelle.

Die Verwurfraten waren, wenn im offenen System vor Einführung der heute üblichen Standards abgenommen wurde, sehr hoch (bis zu 48 %). Eine bakterielle Kontamination wurde aber in den meisten Studien mit < 5 % angegeben (Ausnahme Ademokun et al.: 18 %).

Ein weiteres Hindernis, die Studien vergleichen zu können, sind die unterschiedlichen Abklemmzeiten der Nabelschnüre. Hierin liegt auch ein ethisches Problem, denn ein zu frühes Abklemmen ist mit der Gefahr eines signifikanten Hämoglobinabfalls beim Neugeborenen in den ersten 48 Stunden verbunden. Veränderungen des Eisenstatus in den ersten sechs Lebensmonaten sind ebenfalls beschrieben worden. Folgen eines verzögerten Abklemmens sind die Verstärkung des Neugeborenenikterus, wodurch eine Phototherapie post partum notwendig werden kann. In der Studie von Donaldson et al. wurde die Entscheidung, wann die Nabelschnur abgeklemmt wird, dem Urteil der Hebammen überlassen. Insgesamt wurden 749 Patienten, bei denen das Nabelschnurblut ex utero gesammelt wurde ausgewertet. Der Vergleich mit den übrigen Beobachtungsstudien zeigte die geringste Verwurfrate (nur 18 %) und die beste Ausbeute: Volumen bei vaginaler Geburt 92 (+/-32); bei Sectio 107(+/-36).

Bei der Weiterverarbeitung des Nabelschnurbluts kommt es auch unter optimalen Bedingungen zu Zellverlusten, was die klinische Anwendbarkeit weiter einschränkt.

Trotz des Einsatzes neuer Techniken und der Verwendung von Lagerungsmedien wie SAG-M (Saline-Adenine-Glucose-Mannitol) oder PAGGS-M (Phosphate-Adenine-Glukose-Guanosin-Mannitol) steigt die Hämolyserate bei längerer Lagerung (> 35 Tage).

Eine klinische Anwendung scheint daher wegen der geringen Zellzahl und der Lagerlogistik nur limitiert möglich. Die wenigen publizierten Daten zur autologen Gabe von Nabelschnurblut zeigen, dass bei Operationen, die unmittelbar nach der Geburt notwendig sind, auf allogene Blutprodukte in den meisten Fällen nicht verzichtet werden kann. Neben zwei Fallberichten, in denen autologes Nabelschnurblut erfolgreich transfundiert wurde, und kleineren Beobachtungsstudien (untersucht wurden zwischen 12 und 52 Neugeborene), gibt es eine einzige RCT zu diesem Thema.
Khodabux et al. fanden bei 215 Neugeborenen mit einem Gestationsalter < 32 Wochen, dass bei 44 % die Gabe von Ery notwendig war. 52 (= 27 %) konnten ausschließlich mit autologen UBC versorgt werden.

Die Anwendung allogener UBC wurde vor allem in Ländern mit beschränkten Ressourcen, in denen die Versorgung mit sicheren Blutprodukten problematisch ist, untersucht. Die meisten Erfahrungen zu diesem Thema hat eine indische Arbeitsgruppe publiziert (N. Bhattacharya et al.).

In Ländern mit einem hochentwickelten Transfusionswesen und  sicheren Spendern werden die Nabelschnurbanken auf die Herstellung hämatologischer Stammzellen beschränkt bleiben, weil sich der Aufwand der Herstellung von Ery-Konzentraten aus Nabelschnurblut nicht lohnt.

Weitere Beiträge zum Thema Nabelschnurblut auf Forschung aktuell in der Reihenfolge ihres Erscheinens:

07/2007: Transplantation bei Kindern mit Leukämie
http://www.roteskreuz.at/berichten/aktuelles/news/datum/2007/07/01/transplantation-bei-kindern-mit-leukaemie/

7/2005: Stammzellen zwischen Grundlagenforschung und SOP (Standard Operating Procedures)
http://www.roteskreuz.at/blutspende/aktuell/news/datum/2005/07/01/stammzellen-zwischen-grundlagenforschung-und-sop/

7/2003: Nabelschnurblut – eine Alternative für erwachsene Patienten ohne Verwandtenspender?
http://www.roteskreuz.at/blutspende/aktuell/news/datum/2003/07/01/nabelschnurblut-eine-alternative-fuer-erwachse/

8/2001 Advances in Transfusion Safety 2001
http://www.roteskreuz.at/blutspende/aktuell/news/datum/2001/08/01/advances-in-transfusion-safety-2001/

Beiträge in Blut.at

Hype and Hope (März 2009) http://www.roteskreuz.at/fileadmin/user_upload/PDF/Publikationen/Blut.at%2041.pdf

Tissue Engineering (September 2007)
http://www.roteskreuz.at/fileadmin/user_upload/PDF/Blut/Blut.at/Blut_at_30.pdf

Juni 2006: Vergleich öffentlicher und privater Nabelschnurbanken (Seite 5) http://www.roteskreuz.at/fileadmin/user_upload/PDF/Blut/Blut.at/Blut_at_35.pdf