Verwendung von Knochenmarkstammzellen zur Behandlung schwerkranker Patienten am Rande eines Atemversagens

Verwendung von Knochenmarkstammzellen zur Behandlung schwerkranker Patienten am Rande eines Atemversagens
Verwendung von Knochenmarkstammzellen zur Behandlung schwerkranker Patienten am Rande eines Atemversagens
Anonim

Forscher berichten über neue Studienergebnisse, von denen sie sagen, dass sie weitere Beweise für das therapeutische Potenzial von aus Knochenmark gewonnenen Stammzellen für Patienten liefern, die an akuten Lungenschäden leiden, einer der häufigsten Ursachen für Atemversagen auf Intensivstationen.

Unter der Leitung von Dr. Michael A. Matthay und Jae W. Lee vom Cardiovascular Research Institute der University of California, San Francisco, schreibt das Team im Journal of Biological Chemistry „Paper of the Week“, dass seine Experimente gezeigt haben, wie eine Art Knochenmark entsteht Zellstärkung beschädigter Lungenzellen.

"Wir fanden heraus, dass diese Stammzellen eine beträchtliche Menge eines Proteins absonderten, das die Barriere wiederherstellte, die Flüssigkeit und andere Elemente aus der Lunge fernhält", sagte Lee, außerordentlicher Professor für Anästhesie an der UCSF. „Wir sind optimistisch in Bezug auf das Versprechen, das zukünftige klinische Studien h alten könnten.“

Wissenschaftler nutzen seit Jahrzehnten die natürlichen regenerativen Eigenschaften des Knochenmarks, um Patienten mit blutbedingten Krankheiten zu behandeln. Und in letzter Zeit wurden die Untersuchungen zum Potenzial der Verwendung von Knochenmarkstammzellen zur Behandlung von geschädigtem Gewebe intensiviert.

Es gibt zwei Arten von Stammzellen im Knochenmark. Eine Art, hämatopoetische Stammzellen, hat die Aufgabe, je nach Bedarf des Immunsystems rote und weiße Blutkörperchen zu produzieren. Die anderen, mesenchymalen Stammzellen, stehen im Mittelpunkt der Arbeit von Matthay und Lee. Während mesenchymale Stammzellen auch die Produktion von Blutzellen unterstützen, interessieren sich Wissenschaftler heute sehr für ihre Fähigkeit, sich in Zellen zu differenzieren, die sich, wenn sie reif sind, zu Geweben im ganzen Körper entwickeln.

"In den letzten Jahren ist das Interesse am Verständnis der Biologie von Stammzellen für den klinischen Einsatz als zellbasierte Therapien gestiegen", sagte Lee.

Akute Lungenschäden werden durch eine Reihe von Erkrankungen verursacht, wie z. B. Lungenentzündung und Sepsis, auch als Blutvergiftung bekannt. In einigen Fällen entwickelt sich eine akute Lungenverletzung zu einem ernsteren Zustand, bekannt als akutes Atemnotsyndrom, und führt zu einer unzureichenden Sauerstoffversorgung des Blutes und schließlich zu Organversagen.

In den Tiefen des gesunden Lungengewebes vergraben, öffnen sich winzige Gruppen von Zellen, die Alveolen genannt werden, um bei jedem Atemzug Sauerstoff aufzunehmen und dann beim Ausatmen Kohlendioxid zu entfernen. Jede Alveole ist mit einer Schicht aus Epithelzellen ausgekleidet, die als kritische Barriere dienen – bestimmte Substanzen drinnen und bestimmte Substanzen draußen h alten – damit das Gasgleichgewicht im Inneren angemessen aufrechterh alten wird.

Im Gegensatz dazu kann eine Entzündung aufgrund einer Verletzung oder Infektion dazu führen, dass die Grenzen von Epithelzellen poröser werden, als sie sein sollten. Die erhöhte Permeabilität ermöglicht es einer oft tödlichen Mischung von Substanzen, wie Flüssigkeit und Zellen, in die Alveolen einzusickern und sich dort anzusammeln.

Trotz umfangreicher Forschung zu akuter Lungenverletzung und akutem Atemnotsyndrom bleibt die Sterblichkeitsrate für Patienten hoch – bei etwa 40 Prozent, sagte Lee, und pharmakologische Therapien, die die Schwere der Lungenverletzung in experimentellen Studien verringern, sind noch nicht vorhanden übersetzt in wirksame klinische Behandlungsoptionen.

"Gegenwärtige Behandlungen sind in erster Linie unterstützende Behandlungen, und daher werden innovative Therapien benötigt", erklärte Co-Autor Arne P. Neyrinck.

Das Team beschloss, die ungesunden Lungenzustände im Labor nachzubilden – indem es menschliche Alveolarzellen kultivierte und dann chemisch eine Entzündung verursachte – und zu beobachten, wie das Vorhandensein von Knochenmarkstammzellen die Dinge verändern würde.

"Wir führten dann mesenchymale Stammzellen ohne direkten Zellkontakt ein, und sie produzierten viel Protein namens Angiopoietin-1, das die Zunahme der Lungenepithelpermeabilität nach der entzündlichen Verletzung verhinderte", sagte Xiaohui Fang, the Erstautor des Manuskripts.

Die Autoren sagen, dass die Ergebnisse die ersten sind, die zeigen, wie mesenchymale Stammzellen die Epithelgrenze der Alveolen wiederbeleben, und sie hoffen, dass klinische Studien beweisen werden, dass die Therapie zur Verhinderung von Atemversagen bei kritisch kranken Patienten geeignet ist.

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