Nabelschnurblut und Nabelschnurgewebe - was ist das?

Sowohl Nabelschnurblut als auch Nabelschnurgewebe sind wertvolle Zellquellen, aber sie enthalten unterschiedliche Arten von Stammzellen und haben unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten.

Was ist Nabelschnurblut?

Nabelschnurblut ist ein Organ¹. Und ja, Nabelschnurblut ist verkannt. Schließlich wird es in der Mehrzahl aller Geburten verworfen - zusammen mit der Nabelschnur, einem weiteren verkannten Organ. Dabei ist vor allem das Nabelschnurblut eine längst anerkannte und therapeutisch-relevant Zellquelle². Therapeutisch-relevant für das Neugeborene, denn: Nabelschnurblut ist fötales Blut. Aufgrund der Anatomie der Plazenta ist es nicht mit dem Blut der Mutter vermischt³. Die Zusammensetzung von Nabelschnurblut und mütterlichem Blut ist prozentual ähnlich (eigene Daten, ⁴). Im absoluten Vergleich enthält Nabelschnurblut allerdings höhere Konzentrationen von Immunzellen wie Monozyten, Granulozyten sowie B- und T-Lymphozyten.

Was ist das Nabelschnurgewebe?

Neben dem Nabelschnurblut besitzt auch die Nabelschnur selbst nachgewiesenes therapeutisches Potenzial. Dies ist zurückzuführen auf das bindegewebs-artige Innere der Nabelschnur – die sogenannte Wharton‘sche Sulze (engl. Wharton’s jelly). Diese sorgt eigentlich für Stabilität und verhindert ein Knicken der Nabelschnur, wenn sich das Kind im Bauch der Mutter bewegt⁵. Die Wharton‘sche Sulze enthält aber auch Zellen, die im Fokus der Regenerativen Medizin stehen – die mesenchymalen Stammzellen, entsprechend des Ursprungsgewebes auch als WJ-MSCs oder UC-MSCs bezeichnet^5,6. UC-MSCs können durch den enzymatischen Verdau des Nabelschnurgewebes⁷ oder durch einfaches Auswachsen aus Gewebeteilen⁸ in der Zellkultur gewonnen werden. Durch die große Zahl der MSCs im Nabelschnurgewebe ergeben Isolationen hohe Ausbeuten. Die Zellen vermehren sich vergleichsweise schnell, so dass große Zellmengen in relativ kurzer Zeit erzeugt werden können⁶.

Was ist das Besondere an Nabelschnurblut?

Neben den normalen Blutbestandteilen enthält Nabelschnurblut bestimmte Zellarten oder Zellfraktionen mit therapeutischem Potenzial. Dazu zählen hämatopoetische Stammzellen, mesenchymale Stammzellen oder mononukleare Zellen⁹.

Hämatopoetische Stammzellen

Eine besondere Stellung nehmen dabei die hämatopoetische Stammzellen (Blutstammzellen, HSCs) ein. Durch Teilung und Bildung verschiedener Vorläuferzellen tragen HSCs dazu bei, dass jederzeit alle Zellen des Blutes nach Ablauf ihrer natürlichen Lebensdauern neu gebildet werden können – und das ein Leben lang¹⁰. Dabei variiert die Lebensspanne der verschiedenen Blutzellarten stark (Abbildung). Während beispielsweise die verschiedenen Granulozyten-Arten nach nur wenigen Tagen sterben^11-14, überleben Erythrozyten bis zu 120 Tage^15,16. Bestimmte Zelltypen des Immungedächtnisses, wie „memory“-B-Zellen, überdauern sogar mehrere Jahrzehnte¹⁷. Indem HSCs absterbenden Blutzellen ersetzen, tragen sie indirekt zur Aufrechterhaltung lebenswichtiger Funktionen wie der angeborenen oder erworbenen Immunabwehr sowie dem Sauerstofftransport bei. HSCs sind zudem in hoher Anzahl im Nabelschnurblut enthalten¹⁸.

Mononukleare Zellen

Mononukleare Zellen (MNC) bilden die Gesamtheit aller kernhaltigen Zellen des Nabelschnurblutes und werden durch Dichtegradientenzentrifugation gewonnen⁹. Sie enthalten neben HCSs und MSCs auch T-lymphozyten oder natürliche Killerzellen (NK-Zellen)⁹. Den verschiedenen Zellpopulationen werden dabei unterschiedliche Wirkeffekte zugesprochen⁹. So schwächen beispielsweise T-Lymphozyten Immun- und Entzündungsreaktionen ab, indem sie verschiedene Signalproteine freisetzen. In Tiermodellen wirken sie so beispielsweise nach einem Schlaganfall neuroprotektiv^6,19. NK-Zellen wiederum erkennen infizierte oder entartete Zellen. Als Teil der angeborenen Immunabwehr sind sie fähig ohne vorherige Aktivierung beispielsweise verschiedene maligne Zellen gezielt zu eliminieren²⁰.

Was ist das Besondere an Nabelschnurgewebe?

Das sind die mesenchymalen Stammzellen aus dem Nabelschnurgewebe (UC-MSCs). Für die regenerative Medizin sind UC-MSCs interessant, weil sie sich unter bestimmten Bedingungen in verschiedene reife Zellarten, wie Knochen-, Knorpel-, Fett-, Nerven- oder Muskelzellen weiterentwickeln können^5,6,21. Die Fähigkeit von UC-MSCs sich in verschiedene Zellarten weiterzuentwickeln, bildet die Grundlage für innovative Ansätze um beschädigte Körpergewebe zu regenerieren oder zu ersetzen.