Knochenmarktransplantation

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Orientierung

Mit der Knochenmarktransplantation wird das Organ, welches das Blut und seine Bestandteile, also die Erythrozyten, die Blutplättchen, die Leukozyten und die Lymphozyten sowie mesenchymale Stammzellen bildet, durch Fremdmaterial eines artgleichen Spenders (allogen) ersetzt, nachdem es geschädigt wurde (z.B. akzidentelle Verstrahlung), eine nicht überlebbare Schädigung zu erwarten ist (Hochdosis- Chemotherapie) oder es aus anderen Gründen ersetzt werden muß (einige hereditäre sog. Speicherkrankheiten, bei welchen einzelne Enzyme fehlen, die im neuen Knochenmark und dessen Abkömmlingen gebildet werden können. Ebenso gibt es Therapiekonzepte, bei denen autologes, d.h. empfängereigenes, Knochenmark hoch gereinigt wird und nach z.B. einer Chemotherapie zurückgegeben wird. Dieses Verfahren nennt man autologe Stammzellentransplantation.

Spederrauswahl

Die Menschen besitzen auf den Immunzellen Moleküle, die kleingeschnittene Molekülfragmente von "Antigenen" präsentieren, sog. HLA (human leukocyte antigen) oder allgemein MHC (major histocompatibility complex) genannt, von denen es verschiedene Einzelgene mit jeweils sehr vielen unterschiedlichen Formen gibt. Präsentiert ein nicht-eigenes HLA ein gegebenes Antigenfragment, so wird diesees vielleicht etwas gedreht gehalten und dann 'falsch' erkannt mit der Folge, daß das Immunsystem paranoid reagiert und es zu Autoaggressionerscheinungen kommt indem entweder das transplantierte Knochenmark zerstört wird, oder die neuen Immunzellen des gespendeten Marks sich gegen den Patienten richten (GvH Reaktion).

Aus diesem Grunde muß eine weitgehende Gleichheit der HLA Moleküle zwischen Spender und Empfänger vorliegen - aus biologischen und pharmakologischen Gründen viel weitergehend als z.B. bei der Lebertransplantation.

Laborchemisch werden die Immunzellen 'typisiert', d.h. es wird bestimmt, welche HLA Eigenschaften vorliegen. Alle möglichen Spender eines organisatorischen Raumes (z.B. Deutschland, z.B. Eurotransplant-Gebiet) werden in einer Datenbank gespeichert. Liegt Bedarf vor, so wird die Datenbank abgefragt und ein Spender ermittelt. Dieser kann der Nachbar des Patienten sein oder irgendwo auf der Welt leben.

Harvesting

Es gibt zwei Methoden, Knochenmarkzellen zu gewinnen:

• Das Knochenmark selbst wird angebohrt und etwas davon entnommen
• Periphere Stammzellen werden mittels Apheresetechniken (Bindung des CD34 Antigens an Affinitätssäulen) mit einem entfernt dialyseähnlichen Verfahren gewonnen.

Insbesondere beim zweiten Verfahren ist es sinnvoll, eine gesteigerte Bildung der zu gewinnenden Zellen durch Gabe eines pharmakologischen Stimulators der Blutbildung, z.B. dem Wachstumsfaktor G-CSF, hervorzurufen.

Risiken und Nebenwirkungen

Allergie und Schock auf die Analgesie und Kurznarkose, Infektion bis Osteomyelitis, Postpunktionsschmerzen; Thrombose und Embolie, Fettembolie.

Purging

Durch gabe selektiv toxischer Substanzen wird aus dem gewonnenen Gemisch das übrigbleiben, was zur Transplantation benötigt wird, nämlich die Stammzellen. Methodik:___

Empfängervorbereitung

Damit erstens Platz vorhanden ist, wo das Material anwachsen kann, zweitens die hemmenden Einflüsse des Normalen nicht stören können und drittens ggf potentiell schädliche Zellen welche sich im Knochenmark aufhalten (Z.B. maligne Zellen bei der Hauptindikation Leukämie) entfernt werden, wird der Patient folgenden Prozeduren unterworfen:

TBI

Eine hochdosierte Strahlentherapie wird auf das Knochenmark, die Regionen in welchen die meisten Lymphknoten sitzen und auf die Milz zentriert, um das hämopoietische System des Empfängers zu zerstören.

Conditioning

Zwei Ziele werden mit der Verabreichung zytotoxischer Substanzen verfolgt: Zerstörung des Vorhandenen und Modulation der Empfänglichkeit des Markgebietes für neue Stammzellen.

Spezifische Therapie

Krebserkrankungen (typischerweise Leukämien, Lymphome und Myelome) werden einer extrem toxischen Chemotherapie unterzogen, welche als Kollateralschaden das Blutbildungssystem zerstört. Die Durchführung einer Knochenmarktransplantation bei nichthämatopoietischen (d.h. soliden Tumoren, z.B. Neuroblastom) zum Zwecke des Gebrauchs höher toxischer Chemotherapien wird bei einzelnen Entitäten eingesetzt.

Immunsuppression

Neben den laborchemisch bestimmbaren wird es weitere Polymorphismen im Immunsystem geben, die zu Autoaggressionreaktionen führen werden. Aus diesem Grunde müssen die Patienten dauerhaft mit sog. Immunsuppressiva (Z.B. Ciclosporin und Steroiden) behandelt werden.

Komplikationen

Die kurzfristige Mortalität der KMT liegt bei 15%, d.h. einer von 7 Patienten stirbt an der Anwendung dieses Verfahrens, nicht an den Folgen der zu behandelnden Grunderkrankung.

Infektionen

Insbsondere: Zytomegalie und Pilzinfektionen (systemische Mycosen) sind Folgen des insbesondere in der Frühphase völlig funktionslosen Immunabwehrsystems.

GvH Disease

Das neue Immunsystem erkennt den Empfängerorganismus als "fremd" und greift diesen an.

HvG Disease

Abstoßungsreaktion, ist das Transplantat zerstört hat der Pateint keine Überlebenschance.

Engraftment Syndrom

Durch das biologische Durcheinander im Rahmen eines SIRS (systemic inflammatory response syndrome) werden irgendwelche Botenstoffe gebildet ( diverse Zytokine, Interleukine, Interferone usw.), welche die Endothelzellen (Gefäßinnenseitendeckzellen) der kleinen und großen Gefäße aktivieren. Dadurch schwellen diese an, die Gewebe werden schlechter mit Blut versorgt, gehen zugrunde und wirken toxisch auf den Organismus. Begleitend eine Blugerinnungsstörung /DIC = disseminated intravascular coagulation mit Blutungen und Thrombosen und ein Schockzustand.

Behandelbare Krankheiten

Neoplastische Erkrankungen

• AML akute myeloische Leukämie, ist häufigste Indikation
• andere Leukämien
• Multiples Myelom (autologe SCT)

Hämopoietische Erbkrankheiten

• Thalassämie (fehlfunktionierendes Hämoglobin)

Andere Erbkrankheiten bei welchen ein systemisch verfügbarer Enzymersatz angestrebt wird und gentechnologischer oder pharamkologischer Enzymersatz noch nicht verfügbar ist

• Speichererkrankungsn /Z.B. Mucopolysaccharidosen, Sialidose, Gaucher

Ausblick: Regenerative Medizin

Idealerweise autologe Stammzellen ganz früher Natur (ESC= embryonal stemm cells), dem Knochenmark abgeleitete Stammzellen (mesenchymal stem cell, Fibrocyte, Endothelvorläuferzellen) mit variabler Organotropie, orthotope organspezifische Stammzellen usw. in der Intention, Gleiches durch Gleiches zu ersetzen oder das Einbringen gewebsuntypischer Zellen zur Veränderung des Gewebsverhaltens (Beeinflussung von Tumoren z.B. durch embryonale Gewebe)sowie die pharmakologische Beeinflussung der Gewebeeigenschaften z.B. durch Modulation lokaler Wachstumsinhibitoren (neuronal-axonale Regeneration nach Querschnittslähmung) sind die Therapieformen, welche meine Generation noch einsetzen wird.

Andere Lexika

• Knochenmarktransplantation bei Wikipedia