Stammzellen bei Bandscheibenerkrankungen verstehen: Was diese Forschung zeigt

Wissenschaftler finden Stammzellen sowohl in vorgefallenen als auch in degenerierten Bandscheiben

Die Bandscheiben Ihrer Wirbelsäule können auf zwei Hauptarten Probleme entwickeln. Manche Bandscheiben erleiden einen Vorfall, das heißt sie wölben sich vor oder reißen nach außen. Andere degenerieren und bauen sich allmählich mit der Zeit ab. Italienische Forscher wollten verstehen, ob sich die Stammzellen in diesen geschädigten Bandscheiben voneinander unterscheiden.

Sie entnahmen Bandscheibengewebe von 21 Patienten während Wirbelsäulenoperationen. Zehn Patienten hatten einen Bandscheibenvorfall, während elf degenerierte Bandscheiben aufwiesen. Das Team isolierte dann mesenchymale Stammzellen (MSCs) aus jeder Probe. MSCs sind besondere Zellen, die sich in verschiedene Gewebetypen umwandeln können, einschließlich Knorpel.

Bandscheiben-Stammzellen zeigen echtes regeneratives Potenzial

Die Forscher bestätigten, dass sich Stammzellen sowohl aus vorgefallenen als auch aus degenerierten Bandscheiben wie echte MSCs verhalten. Diese Zellen wandelten sich im Labor erfolgreich in drei verschiedene Gewebetypen um:

• Fettzellen (adipogene Differenzierung)

• Knochenzellen (osteogene Differenzierung)

• Knorpelzellen (chondrogene Differenzierung)

Dies ist bedeutsam, weil es zeigt, dass Ihre geschädigten Bandscheiben noch immer regenerationsfähige Zellen enthalten. Beide Zellpopulationen exprimierten die Proteinmarker, die echte mesenchymale Stammzellen definieren.

Ein Protein erscheint 466-mal höher in degenerierten Bandscheiben

Der auffälligste Befund betraf ein Protein namens Osteopontin (OPN). Dieses Protein spielt eine Rolle bei der Knochenbildung und beim Gewebeabbau. In Stammzellen aus degenerierten Bandscheiben war die Osteopontin-Genaktivität 466-mal höher als in Stammzellen aus vorgefallenen Bandscheiben.

Die Forscher konnten das eigentliche Osteopontin-Protein nur in den Proben degenerierter Bandscheiben nachweisen. In Zellen aus vorgefallenen Bandscheiben war es praktisch nicht vorhanden. Dies deutet darauf hin, dass grundlegend unterschiedliche Prozesse diese beiden Erkrankungen antreiben.

Proteinspiegel korrelieren mit dem Schweregrad der Erkrankung

Höhere Osteopontin-Spiegel entsprachen einer fortgeschritteneren Bandscheibendegeneration. Patienten mit schwererer Erkrankung zeigten eine höhere Osteopontin-Expression in ihren Bandscheiben-Stammzellen. Dieser Zusammenhang legt nahe, dass Osteopontin möglicherweise aktiv zum degenerativen Prozess beiträgt, anstatt nur als dessen Folge aufzutreten.

Die Forscher schlagen vor, dass die Kontrolle von Osteopontin ein Therapieziel werden könnte. Eine Reduzierung seiner Aktivität könnte den Bandscheibenabbau verlangsamen oder verhindern.

Was dies für regenerative Behandlungsoptionen bedeutet

Diese Laborstudie liefert wichtige Informationen über die Biologie im Inneren geschädigter Bandscheiben. Erstens enthalten Ihre Bandscheiben selbst bei Erkrankung lebende Stammzellen. Zweitens beinhalten Vorfall und Degeneration unterschiedliche molekulare Prozesse.

Für Patienten, die regenerativmedizinische Ansätze wie Lipogems® in Betracht ziehen, liefert diese Forschung einen wichtigen Kontext. Lipogems® bringt Ihre eigenen aus Fettgewebe gewonnenen Stammzellen in geschädigte Bereiche ein. Diese Zellen stammen aus Fettgewebe, das reich an regenerativem Potenzial ist. Anders als die bereits in Ihrer Bandscheibe vorhandenen Zellen waren diese aus Fettgewebe gewonnenen Zellen nicht der Krankheitsumgebung ausgesetzt.

Die Einbringung gesunder Stammzellen kann helfen, den abnormalen Prozessen entgegenzuwirken, die in degenerierten oder vorgefallenen Bandscheiben ablaufen. Die regenerativen Zellen im mikrofragmentierten Fettgewebe enthalten Perizyten und MSCs, die die Gewebereparatur und Heilung unterstützen.

Wichtige Überlegungen zu dieser Forschung

Dies war eine Laborstudie, die Zellen außerhalb des Körpers untersuchte. Die Forscher testeten keine Behandlungen und maßen keine Patientenergebnisse. Sie konzentrierten sich darauf, die zugrunde liegende Biologie der Bandscheibenerkrankung auf zellulärer Ebene zu verstehen.

Die Ergebnisse helfen zu erklären, warum verschiedene Bandscheibenprobleme möglicherweise unterschiedlich auf verschiedene Behandlungen ansprechen. Sie heben auch Osteopontin als potenziellen Marker zur Verfolgung des Degenerationsgrades hervor.

Das Verständnis dieser molekularen Unterschiede hilft Forschern, bessere zielgerichtete Therapien zu entwickeln. Für Patienten mit Bandscheibenproblemen unterstützt dieses Wissen die wissenschaftliche Grundlage für regenerative Ansätze, die gesunde Zellen einbringen, um die Heilung zu unterstützen.

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Quelle: Marfia et al., None, 2014.