Projekt-Zusammenfassung
Ziel dieser Arbeitsgruppe ist die Etablierung der Isolation von Limbusstammzellen aus Spenderbulbi und der Aufbau einer Kryobank für Limbusstammzellen von HLA-typisierten Spendern, sowie deren Vermittlung. Das Projekt entsteht in einem Europäischen Kryobanking-Verbund zur Kultivierung und Vitrifikation von Limbusstammzellen auf Basis von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS).

Klinischer Hintergrund
Die Stammzellen der Limbus corneae Region des Auges, die so genannten Limbusstammzellen, dienen als Zellreservoir für Regenerations- und Reparaturprozesse der Hornhaut. Werden diese durch Traumata (z.B. Verätzungen und Verbrennungen) oder durch Autoimmunerkrankungen mit Bindehaut- und Hornhautbeteiligung zerstört, führt das nicht nur dazu, dass sich die Hornhaut nicht mehr erneuern kann, Bindehaut und Blutgefäße können nun auch ungehindert auf der Hornhaut wachsen. Das hat zur Folge, dass sich die Hornhaut eintrübt und die Betroffenen erblinden. Eine herkömmliche Hornhauttransplantation reicht in diesem Falle nicht aus, da durch sie nicht die zerstörten Limbusstammzellen ersetzt werden und deswegen nach geraumer Zeit die Oberflächenzellen des Hornhauttransplantats ,,aufgebraucht’’ sind. Der Patient erblindet erneut. Das kann durch eine Transplantation von Limbusstammzellen verhindert werden. Da häufig beide Augen betroffen sind, ist eine autologe Transplantation (vom gesunden auf das kranke Auge) meist nicht möglich. Es muss ein Spender gefunden werden, der optimal zu den Gewebemerkmalen des Empfängers passt, um Abstoßungsreaktionen zu vermeiden. Dieser häufig schwierige und langwierige Prozess kann durch eine Limbusstammzellbank mit bereits HLA-typisierten Zellspenden umgangen werden.
Abbildung: Vier Gründe für eine nicht-erfolgreiche Hornhauttransplantation

Warum sind bestehende Standardtherapien nicht ausreichend?
Gegenwärtig wird eine Limbusstammzell-Insuffizienz in der Regel durch eine autologe Transplantation behandelt. Das bedeutet, dass aus einer gesunden Region im Limbus Stammzellen isoliert und kultiviert werden und in die erkrankte Limbusregion transplantiert werden. In vielen Fällen ist aber die Insuffizienz soweit fortgeschritten, dass nicht genügend gesundes Gewebe bereit steht. Diesen Patienten kann nur durch eine HLA-typisierte Zellspende geholfen werden. Im Gegensatz zu Hornhautspenden gibt es für Limbusstammzell-Spenden keine organisierten Strukturen oder gar Gewebebanken, welche Transplantate vorhalten. Daher gestaltet sich die Spendersuche im Fall von Limbusstammzellen oft schwierig und ist häufig auf die Angehörigen des Patienten beschränkt.

Zielsetzung
Schwerste Hornhauterkrankungen könnten in vielen Fällen schonend mit einer neuen Stammzell-Transplantation behandelt werden. Das Verfahren kommt bei Verätzungen, Verbrennungen und Tumoren in Frage. Wünschenswert ist der Aufbau einer Limbusstammzellbank, welche HLA-typisierte Limbusstammzellen kryokonserviert vorbehält und bei Bedarf an die Transplantationsklinik versendet. Eine Spendersuche wäre in diesem Falle überflüssig und dem betroffenen Patienten könnte umgehend geholfen werden.

Wie ist der Projektstand?
Im Mai 2016 wurde in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft für Gewebetransplantation (DGFG) die Knappschafts-Gewebebank Sulzbach (HSB) eröffnet. Sie erhält aus dem Spendernetzwerk der DGFG humane Spenderbulbi zur Herstellung von Hornhauttransplantaten. Dabei bleibt die Limbusregion der Bulbi als ,,Abfall‘‘ zurück, wodurch auch viele verschiedene Limbusstammzellspenden bereit stehen. Ebenfalls wurde eine Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach ins Leben gerufen, das große Erfahrung in der Kultivierung von Stammzellen und Kryokonserierung mitbringt.
Abbildung: Konzept zur Stammzellgewinnung und Ex-Vivo-Expansion

Das Projektteam
Dr. rer. nat. Silke Wahl (Arbeitsgruppenleiter)
Dr. med. Annekatrin Rickmann
Prof. Dr. med. Peter Szurman