Epidermolysis bullosa: Neue Haut aus Stammzellen

Im Labor gentechnisch veränderte Haut rettet kleinen Jungen

Die Stammzellenforschung vermeldet einen wichtigen Durchbruch: Erstmals ist es gelungen, großflächig aus gentechnisch veränderten Stammzellen gezüchtete Haut zu verpflanzen und damit einem jungen Patienten zu neuer Lebensqualität zu verhelfen. Noch handelt es sich um einen Einzelfall. Doch Experten prophezeien der eingesetzten Methode eine vielversprechende Zukunft.

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Schmetterlinge sind wunderschöne, zarte Wesen. Die genetisch bedingte Schmetterlingskrankheit (Epdermolysis bullosa) jedoch ist grausam. Die Betroffenen leiden unter überempfindlicher haut. Selbst zärtlichste Berührungen können schnell zur Qual werden und großflächige Wunden zur Folge haben. Mit gentechnisch veränderten Hautstammzellen wollen Mediziner der Krankheit an die Wurzel und das kaputte Gen reparieren. Aus den gesundeten Hautstammzellen soll im Labor neue, eigene Haut heranwachsen, die den Patienten transplantiert wird. Einem kleinen Jungen konnte so bereits geholfen werden.

 

Wenn selbst sanfte Berührungen schmerzen: Schmetterlingskrankheit führt zu chronischen Wunden

Der junge Patient litt an der genetisch bedingten Hautkrankheit Epidermolysis bullosa. Im Volksmund werden diese Kinder auch „Schmetterlingskinder“ genannt. Ihre Haut ist so empfindlich, dass unter Umständen bereits eine sanfte Berührung zu schmerzhaften Blasen und Wunden führt. Die Haut ist also genauso zerbrechlich wie ein Schmetterlingsflügel. Ungefähr 30.000 Menschen in Europa sind von der Epidermolysis bullosa und ihren drei Subtypen (Epidermolysis bullosa simplex, Dystrophe Epidermolysis bullosa, Junktionale Epidermolysis bullosa) betroffen.

Die Krankheit ist unterschiedlich ausgeprägt. In manchen Fällen gibt es einen milden Verlauf. In schweren Verläufen führt die Epidermolysis bullosa zu Geschwüren und chronischen Wunden, die sich kaum behandeln lassen und sich schwer infizieren können. Auch die Entwicklung von Tumoren ist möglich. Bei ganz akuten Schüben kann die Erkrankung sogar zum Tod führen. So erreichen rund 40 Prozent der Patienten mit Junktionaler Epidermolysis bullosa (JEB) das Erwachsenenalter nicht. Die Ursache für das Leiden sitzt in den Genen, was die Behandlung so schwer macht.

An der Ruhr-Universität Bochum ist es einem internationalen Forscherteam nun gemeinsam mit Kollegen aus Österreich und Italien gelungen, einem kleinen Epidermolysis bullosa-Patienten zu helfen. Der zu diesem Zeitpunkt sechsjährige Junge litt im Juni 2015 an schweren Symptomen der Schmetterlingskrankheit und wurde deswegen in der Klinik stationär aufgenommen. Über 60 Prozent seiner Hautoberfläche war mit Wunden übersäht, die sich infiziert hatten. Die Haut löste sich sogar schon ab. Als Folge traten hohes Fieber und eine Sepsis auf. Sein Zustand wurde von den Medizinern als lebensbedrohlich eingestuft. Trotz aller eingeleiteten Sofortmaßnahmen und der konservativen chirurgischen Behandlung verschlechterte sich der Zustand des Jungen weiter. Am Ende waren nur noch 20 Prozent der Körperoberfläche intakt. 80 Prozent wies Wunden, Infektionen und Hautverlust auf.

Die Mediziner konnten dem Jungen nur noch helfen, indem sie ihn palliativ behandelten und eine Verpflanzung gezüchteter Haut riskierten. Dieser schwere Eingriff war zu diesem Zeitpunkt ein Wagnis und der Ausgang ungewiss.

 

Riskante Operation legte Basis für künstlich gezüchtete Haut

Aus einem noch intakten Hautareal wurde ein etwa vier Quadratzentimeter großes Hautstück während einer Operation entnommen. Aus der gewonnene Probe extrahierten die Spezialisten im italienischen Modena die epidermalen Stammzellen. Diese wurde im Labor mit einem retroviralen Vektor. Dabei nutzen Mediziner Viruspartikel gezielt, um bestimmte Erbinformationen in Zellen zu einzuschleusen. Im Fall des Jungen wurde über diesen retroviralen Vektor eine gesunde Variante des Epidermolysa bullosa verursachenden Gens in die Zellen eingeschleust. Im nächsten Schritt musste aus den mit der Gentherapie behandelten Stammzellen genügend gesunde Haut gezüchtet werden. Dafür ist es unabdingbar, dass sich die Stammzellen zu normalen Hautzellen ausdifferenzieren. Nur so stand genügend neue, transgene Haut zur Verfügung, um die großflächigen Wunden des Jungen abzudecken. Dafür waren mehrere Operationen erforderlich, um Arme, Beine, Rücken, Teile des Bauches sowie Hals und Gesicht zu transplantieren. Doch das Ergebnis ist positiv: Die neue Haut aus Stammzellen bildet eine intakte Oberhaut und produziert ein intaktes Bindungsprotein, das verhindert, dass sich die einzelnen Hautschichten gegeneinander verschieben und damit die schweren Hautschäden auftreten.

 

Sicherheit von Gentherapien

In der Vergangenheit haben Gentherapien immer wieder zu Komplikationen geführt, denn die genutzten Genfähren bauen die neuen Erbinformationen nämlich auch an Stellen im Erbgut ein, die eigentlich nicht geplant sind. Die Folgen können dramatisch sein: Durch das Einschleusen von neuen Informationen in der Nachbarschaft können sogenannte Onkogene aktiviert werden. Bei den Patienten entwickeln sich infolge der Behandlung möglicherweise Tumore und damit Krebs.

Damit diese Komplikation so gut es geht ausgeschlossen werden konnte, haben die Bochumer Forscher das Erbgut der gezüchteten Zellen vor der Transplantation genauestens untersucht. Es zeigte sich, dass das gesunde Gen meistens in jene Erbgutteile eingebaut wurde, die als ungefährlicher gelten, da sie nicht für die Protein-Synthese zuständig sind und somit hier das Krebsrisiko geringer ist.

Ein älterer Fall schürt zusätzlich Hoffnung, dass die Gentherapie hoffentlich keine Spätfolgen haben wird. Bereits vor zwölf Jahren erhielt ein erwachsener Epidermolysis bullosa-Patient ebenfalls eine Hauttransplantation mit im Labor gezüchteter künstlicher Haut. Das dort verpflanzte Hautstück war jedoch deutlich kleiner. Selbst Jahre nach dem Eingriff bekam der Patient keinen Krebs.

 

Die autologen Hauttransplantate sind funktionstüchtig und rufen bislang keine Immunreaktion hervor

Theoretisch bestand auch die Gefahr, dass der Körper des kranken Jungen die neue Haut hätte abstoßen können, wenn das Immunsystem die veränderten Zellen als fremd erkennt Doch da es sich um ein autologes Transplantat handelt, stimmen die Gewebemerkmale perfekt überein. Die Immunreaktion ist auch 21 Monate nach dem Eingriff nicht erfolgt. Untersuchungen konnten nachweisen, dass sich im Blut des Jungen keine entsprechenden Antikörper befinden.

Die neue Haut funktioniert: Sie teilt sich und erneuert sich somit wie bei einem Gesunden. Die Rückfettung funktioniert. Es beginnen sich sogar Haare auszubilden. Auch Probleme mit Narben sind gering. Zwei Jahre nach dem Eingriff ist der Junge frei von neuen Blasen. Seine im Labor gezüchtete Haut hält sogar Verletzungen aus und heilte normal ab. Der Junge kann zur Schule gehen und sogar Sport machen. Diese Normalität wäre vorher durch die erhöhte Verletzungsgefahr undenkbar gewesen.

 

Regenerative Medizin und das Tissue Engineering sind auf einem guten Weg

Nicht an der Studie beteiligte Wissenschaftler halten die gelungene Hauttransplantation für einen wichtigen Schritt in Richtung Heilung der Epidermolysis bullosa: Die Kombination aus Gentherapie und Züchtung neuer Haut aus Stammzellen behebt die Ursache der Schmetterlingskrankheit. Wenn die transplantierte „Ersatzhaut“ stabil anwächst, dann sollte die damit abgedeckten Areale keine Krankheitsanzeichen aufweisen. Die Langzeitbeobachtung des Patienten muss nun zeigen, wie sich die Haut des Jungen langfristig entwickelt und damit auch den Nachweis erbringen, ob die Methode sicher ist. Parallel dazu werden die Wissenschaftler daran arbeiten, das Verfahren weiter zu verbessern und die Gentherapie „zielsicherer“ machen. So lässt sich auch das Krebsrisiko weiter senken. Noch ist nicht ausgeschlossen, dass die transplantierten Zellen neben Krebs auch andere Fehlfunktionen entwickeln.

Der Fall zeigt jedoch, nicht nur dass Stammzellforschung und Gentechnik eine vielversprechende Kombination bilden, sondern auch was die Regenerative Medizin und das Tissue Engineering heute bereits leisten können. In Zukunft könnten wohl auch andere Hauterkrankungen mit dem experimentellen Verfahren behandelt werden.

 

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