Sicherheit und Wirksamkeit mesenchymaler Stromazellen aus menschlicher Nabelschnur beim fetalen Verschluss der Myelomeningozele im Schafmodell, Studienzusammenfassung

Kernpunkte und Ergebnisse:

Diese präklinische Studie wurde an Schaffeten durchgeführt. Kinder wurden nicht behandelt. Ein französisches Team in Paris bereitet ein Programm zur fetalen Chirurgie vor, das den vorgeburtlichen Verschluss der Myelomeningozele um mesenchymale Stromazellen aus der Nabelschnur (UC-MSCs) ergänzt. Die Arbeit berichtet über den ersten Test menschlicher UC-MSCs, einer in der klinischen Zelltherapie weit verbreiteten Zellart, die auf das Rückenmark von Lammfeten gelegt wurden.

Lämmer, die Zellen erhielten, hatten in der Histologie ein besser erhaltenes Rückenmark, und der Unterschied war statistisch signifikant. Sie bewegten sich auch tendenziell besser, die Bewegungsergebnisse erreichten aber keine statistische Signifikanz. Nur neun Lämmer wurden lebend geboren und 24 Stunden lang untersucht. Fast die Hälfte aller operierten Feten ging verloren. Die Autoren betonen, dass eine Übertragung auf den Menschen erst nach längerfristigen Tierdaten infrage kommt.

Ziel:

Sicherheit und Wirksamkeit eines Fibrin-Pflasters mit menschlichen UC-MSCs als Ergänzung zum fetalen operativen Verschluss der Myelomeningozele im Schafmodell zu beurteilen.

Methoden:

Die UC-MSCs wurden nach der Explantatmethode aus drei menschlichen Nabelschnüren gewonnen, die Frauen nach einer vaginalen Geburt mit Einwilligung spendeten. Die Zellen erfüllten die Definition der International Society for Cellular Therapy. Sie hafteten an Kunststoff, waren spindelförmig, positiv für CD73, CD90 und CD105 und negativ für CD45, CD11b, CD14, CD34 und CD79a.

Das Pflaster wurde am Tag vor der Operation aus einem handelsüblichen Fibrinkleber-Kit (Evicel) hergestellt. Für das Zellpflaster wurden 17 Millionen UC-MSCs in Passage 5 in die Fibrinogenlösung gemischt, bevor sie in einer Schale mit Thrombin verfestigt wurde. Kontrollpflaster waren identisch, enthielten aber keine Zellen. In der Zeitraffermikroskopie bewegten sich die Zellen frei durch das Pflaster und nahmen innerhalb von 72 Stunden ihre normale Spindelform an.

Bei Lammfeten wurde am 75. Trächtigkeitstag operativ ein Defekt der Wirbelsäule erzeugt (Laminektomie L1 bis L5 mit Entfernung der Dura). Er wurde 14 Tage später, am 89. Tag, verschlossen, indem das Pflaster auf das Rückenmark gelegt und die fetale Haut darüber verschlossen wurde. Die Mutterschafe wurden täglich auf Allgemeinzustand, Temperatur und Wundheilung kontrolliert. Die Lämmer wurden am 142. Tag per Kaiserschnitt entbunden.

Ein Tierarzt, der die Art des Pflasters nicht kannte, bewertete die Bewegung nach 2 und 24 Lebensstunden mit der Sheep Locomotor Rating Scale (0 bedeutet vollständige Querschnittslähmung, 15 normal). Danach wurden die Lämmer eingeschläfert. Alle wichtigen Organe wurden mit bloßem Auge und unter dem Mikroskop auf Tumoren untersucht. Auf Höhe L3-L4 des Verschlusses maß das Team die Fläche des Rückenmarks, die Fläche der grauen Substanz, die Zahl großer Neuronen (Motoneuronen) pro Quadratmillimeter grauer Substanz und die Dicke des Narbengewebes. Die Gruppen wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test verglichen.

Ergebnisse:

Bei 17 Feten wurde ein Defekt erzeugt. Zwei wurden vor dem Verschluss tot geboren, sodass 15 operiert wurden, 8 mit Zellpflaster und 7 mit Kontrollpflaster. Nach dem Verschluss gingen in der Zellgruppe 2 von 8 und in der Kontrollgruppe 4 von 7 verloren. Der fetale Verlust betrug insgesamt 47 % (8 von 17). Insgesamt wurden 9 Lämmer lebend geboren, 6 mit Zellen und 3 Kontrollen.

Sicherheit: Kein Mutterschaf bekam Fieber oder eine andere Komplikation, und es gab kein Anzeichen einer Abstoßung der menschlichen Zellen. Der Verschluss war bei allen neun Lämmern vollständig verheilt, ohne Liquorleck und ohne Infektion. 54 Tage nach dem Aufbringen der Zellen wurde bei keinem Lamm in der klinischen Untersuchung oder in einem Organ ein Tumor gefunden. Kein Lamm hatte eine Hernierung des Rautenhirns.

Bewegung:

• Bewegungswert nach 2 Stunden: Median 4,0 (Spanne 0 bis 13) mit Zellen gegenüber 2,0 (0 bis 5) ohne, p = 0,32.
• Bewegungswert nach 24 Stunden: Median 15,0 (Spanne 2 bis 15) mit Zellen gegenüber 2,0 (2 bis 5) ohne, p = 0,07.
• Selbstständiges Stehen: 3 von 5 mit Zellen, 0 von 3 ohne, p = 0,08.
• Muskelschwund: 1 von 6 mit Zellen, 2 von 3 ohne, p = 0,13.

Keiner dieser Unterschiede erreicht die übliche Schwelle von p unter 0,05. Mindestens ein behandeltes Lamm erreichte nur 2 Punkte, nicht mehr als die Kontrollen.

Rückenmark unter dem Mikroskop:

• Dichte großer Neuronen: 9,9 pro mm² graue Substanz mit Zellen gegenüber 6,3 ohne (p = 0,04).
• Fläche der grauen Substanz: 6,2 gegenüber 1,9 mm² (p = 0,01).
• Fläche des Rückenmarks: 16,1 gegenüber 7,5 mm² (p = 0,02).
• Dicke des Narbengewebes um das Rückenmark: 70,9 gegenüber 253,7 Mikrometer (p = 0,10). Dicke des Narbengewebes an der Verschlussstelle: 691,3 gegenüber 1.684,4 Mikrometer (p = 0,18). Beide waren mit Zellen geringer, ohne Signifikanz zu erreichen.

Die Zusammenfassung (Abstract) beschreibt die Bewegungswerte als Mittelwerte. Die Ergebnistabelle im Haupttext bezeichnet sie als Mediane mit Spannen, was auch zum verwendeten statistischen Test passt. Diese Zusammenfassung folgt der Tabelle.

Schlussfolgerungen:

Die Autoren folgern, dass menschliche UC-MSCs als Ergänzung zur fetalen Operation der Myelomeningozele bei Schafen sicher waren, dass die Zellen offenbar über die von ihnen abgesonderten Stoffe wirken und nicht dadurch, dass sie zu Nervengewebe werden oder sich im Körper ausbreiten, und dass eine Anwendung am Menschen „nach Bestätigung dieser Sicherheitsergebnisse über einen längeren Zeitraum im Tiermodell erwogen wird“.

Von den Autoren genannte Einschränkungen:

• Kleine Gruppengrößen mit wahrscheinlich zu geringer Teststärke.
• Eine hohe fetale Verlustrate, die allerdings der anderer fetaler Operationen an Großtieren ähnelt. In einer Auswertung von 232 Lämmern der führenden US-Gruppe lag das Überleben bei nur 43 %.
• Aus finanziellen Gründen konnten die Lämmer nicht länger als 24 Stunden am Leben gehalten werden, sodass über mittel- oder langfristige Sicherheit und Funktion nichts bekannt ist. Eine Folgestudie mit Untersuchungen im Alter von 1 und 6 Monaten läuft.
• Der Nutzen war kleiner als in den früheren Experimenten des Teams mit UC-MSCs von Schafen. Die Autoren vermuten Unterschiede zwischen den Spendern, da die drei verwendeten Nabelschnüre möglicherweise keine starken Produzenten schützender Faktoren waren. Sie testen zwei Lösungen: das Zusammenführen von Zellen mehrerer Spender und einen Wirksamkeitstest zur Auswahl von Spendern mit hoher Sekretion.

Hintergrundinformationen:

Die Autoren weisen darauf hin, dass selbst nach einer fetalen Operation 71 % der Kinder mit acht Jahren nicht selbstständig gehen können und 75 % mit zehn Jahren täglich einen Blasenkatheter brauchen. Mehrere Gruppen ergänzen die Operation daher um Zellen. Eine kalifornische Gruppe mit Zellen aus der Plazenta hat eine Studie am Menschen begonnen. Die französische Gruppe gibt an, als einzige Nabelschnurzellen zu verwenden.

In den Laborarbeiten des Teams sondern menschliche UC-MSCs den Wachstumsfaktor BDNF (brain-derived neurotrophic factor) und den Hepatozyten-Wachstumsfaktor ab, die Nervenzellen schützen, sowie narbenhemmende Faktoren. In einer früheren Nachverfolgungsstudie mit fluoreszierenden Zellen wanderten die transplantierten Zellen nicht in entfernte Organe.

Zur Sicherheit beim Menschen verweisen die Autoren auf zwei große Metaanalysen randomisierter Studien mit UC-MSCs bei anderen Erkrankungen, meist intravenös bei Erwachsenen und Kindern gegeben, in denen vorübergehendes Fieber das einzige mit den Zellen verbundene unerwünschte Ereignis war und keine Tumoren berichtet wurden. Keine dieser Daten stammt aus der Anwendung bei einem Fetus, die für UC-MSCs, wie die Autoren einräumen, nie untersucht wurde.