Über die Heilung von Querschnittlähmung

Es vergeht kaum ein Jahr, in dem nicht wenigstens eine Zeitungsmeldung erscheint, welche, basierend auf einer aktuellen hochrangigen wissenschaftlichen Publikation, eine baldige vielversprechende Therapie für Querschnittgelähmte in Aussicht stellt. Da drängt sich die Frage auf, welche Therapie bei all den Meldungen tatsächlich beim Patienten angekommen ist, die zu einer relevanten Verbesserung bei diesem schweren Krankheitsbild führt?

Bild 122607817 copyright Sergey-Nivens, 2013 Mit Genehmigung von Shutterstock.com

 

Querschnittlähmung ist typischerweise die Folge eines Unfall bedingten Bruchs der Wirbelsäule mit Quetschung des Rückenmarks und daraus resultierender Unterbrechung der vom Gehirn ausgehenden Nervenbahnen. Sie führt zu einem Verlust willkürlicher Bewegung in Armen und Beinen, der bewussten Steuerung von Darm und Harnblase sowie der Sexualfunktion. Darüber hinaus können die Herzkreislauffunktion und Atemfunktion erheblich gestört sein.

Es war Sir Ludwig Guttmann Mitte des letzten Jahrhunderts, dem es durch effektive Maßnahmen gelang, häufige Komplikationen einer Querschnittlähmung wie Infektionen, Druckgeschwüre und Nierenversagen zu vermeiden beziehungsweise diese adäquat zu behandeln. Damit konnte die Lebenserwartung Betroffener nachhaltig gesteigert werden. Im Verlauf der Jahre sind weitere Fortschritte erzielt worden. Diese stellen zweifelsohne Verbesserungen in kleineren Schritten dar, etwa zunehmende Rollstuhlmobilität, verbesserte Behandlung der Blasenentleerungsstörung sowie neurorehabilitative Konzepte zum Wiedererlangen der Gehfähigkeit bei unvollständiger Verletzung des Rückenmarks.

Insbesondere bei kompletter Querschnittlähmung, also einem Verlust aller Willkürfunktionen unterhalb der Rückenmarksverletzung, kommen vor allem auf Kompensation basierende Therapiemaßnahmen zum Einsatz. Klassisches Beispiel ist der Rollstuhl. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit von Computern, fortschreitender Miniaturisierung von Elektronik und Motoren sowie der immer größeren Energiedichte von Akkus stehen heutzutage technische Assistenzsysteme bereit, mit denen zumindest ein Teil der ausgefallenen Funktionen kompensiert werden kann.

Regenerative Verfahren bei kompletter Querschnittlähmung

Durch die Kombination mit „Brain Computer Interfaces“ (Gehirn-Computer- Schnittstellen) können Neuroprothesen sogar mittels der Gedanken an eine Handbewegung gesteuert werden und ermöglichen eine Art technischen Bypass über die Rückenmarkschädigung. Für die Unterstützung des aufrechten Gehens sind in neuester Zeit Exoskelette (siehe: Exoskelette – Schritte in die Zukunft) entwickelt worden, die Gelähmten mit erhaltener Rumpfkontrolle ein freies Gehen ermöglichen. Mittels eines Stahlrahmens und Motoren an den Gelenken werden die Beine der Betroffenen angetrieben, die Schritte werden mittels Schalter an zwei Unterarmgehstützen initiiert. Bei entsprechend ausgereifter Technologie können diese Hilfsmittel natürlich die Lebensqualität Betroffener erheblich steigern. Allerdings bleibt das Wiedererlangen von verloren gegangener Funktion – die sogenannte Restauration – nach wie vor der anzustrebende Idealzustand. Dies kann bei inkompletter Querschnittlähmung durch entsprechende neurorehabilitative Maßnahmen geschehen. Bei kompletter Querschnittlähmung kann Restauration ausschließlich durch sogenannte regenerative Therapieverfahren erfolgen, welche zu einer Wiederherstellung der Nervenbahnen (Axone) und Nervenleitung (Myelinisierung) führen.

Woran liegt es, dass alle im Tierexperiment erprobten regenerativen Therapieansätze bisher nicht den Sprung in die klinische Routineanwendung geschafft haben? Beginnend mit den Arbeiten von Aguayo, wurde bereits in den 1980er-Jahren das Dogma in Frage gestellt, dass Regeneration im menschlichen Zentralnervensystem nicht stattfinden kann. Durch die Transplantation von wachstumsförderndem Gewebe – zunächst Fragmente peripherer Nerven – konnte die Nervenaussprossung nach Rückenmarkverletzung als Voraussetzung für funktionelle Erholung angeregt werden. In den darauffolgenden Jahren wurden weitere restaurative Strategien überwiegend an Nager-Tiermodellen erprobt, beispielsweise der Einsatz von Wachstumsfaktoren, die Neutralisierung von wachstumsverhindernden Molekülen oder der Gewebeersatz durch Zelltransplantation oder Biomaterialen.

Das Ergebnis waren meist moderate strukturelle Verbesserungen in Form von Neuaussprossung von verletzten Nervenendigungen über kurze Distanzen, der Ersatz von sogenannten Oligondendrozyten zur Wiederherstellung der Nervenleitung oder auch der Ersatz von Nervenzellen. Diese strukturellen Verbesserungen führten wiederum zu einer moderaten funktionellen Erholung. Funktionelle Erholung bezieht sich in diesem Kontext fast ausschließlich auf die Wiederherstellung der Gehfunktion, zu einem deutlich geringeren Anteil auf die Wiederherstellung der Greiffunktion. Auswirkungen regenerativer Therapien auf autonome Funktionen (Blasen-/ Darmentleerung, Sexualfunktion) wurden in den seltensten Fällen untersucht, auch wenn diese bei chronisch Querschnittgelähmten hohe Priorität haben und ihr Ausbleiben dementsprechend nachhaltig die Lebensqualität beeinträchtigt.

Studien und experimentelle Strategien

Innerhalb der letzten 10 bis 15 Jahre wurden einige dieser experimentellen Strategien weiterentwickelt und im Rahmen klinischer Studien bei Patienten mit meist frischer Querschnittlähmung untersucht. Hierbei kamen sowohl die Verabreichung löslicher Faktoren wie auch Zelltransplantations-Verfahren zum Einsatz. Im Wesentlichen handelte es sich um sogenannte Phase-I Studien mit einer relativ geringen Anzahl an Patienten, bei denen neben der Wirksamkeit vor allem die Verträglichkeit der therapeutischen Intervention im Vordergrund stand. Nichtsdestotrotz bleibt abzuwarten, ob durch diese Therapieansätze relevante funktionelle Verbesserungen zu erzielen sind, die mitunter schwierig festzustellen sind. Ein Ziel muss es daher sein, das Design klinischer Studien weiter zu verbessern, um auch geringere Therapieeffekte an einem ausreichend großen Patientenkollektiv festzustellen. Ein weiterer wesentlicher Faktor erschwert die rasche Übertragung von experimentellen Behandlungsansätzen hin zur klinischen Anwendung: Eine von der amerikanischen Firma Geron gesponserte klinische Studie, welche die Transplantation embryonaler Stammzellen bei akuter Querschnittlähmung untersuchte, wurde bereits nach vier Patienten aus finanziellen Gründen abgebrochen. Ausschlaggebend waren erhebliche Entwicklungskosten bis zur Umsetzung der klinischen Studie sowie die Tatsache, dass auf Grund der patentrechtlichen Lage hinsichtlich der Techniken zur Aufbereitung embryonaler Stammzellen wenig Aussicht auf Kommerzialisierung einer entsprechenden Technologie besteht. Die Forschung ist angehalten, mit Hochdruck robuste, regenerative Therapieverfahren zu entwickeln, die mit höherer Wahrscheinlichkeit auch zu erheblicher funktioneller Wiederherstellung bei Querschnittgelähmten führen. Wie kann das nun gelingen? Stichwort „robust“: Zunächst muss in präklinischen Studien nachgewiesen werden, dass neue Nervenbahnen auch tatsächlich ursprüngliche Verknüpfungen innerhalb des Zentralnervensystems wiederherstellen. Dies ist keine Zukunftsmusik. Jüngst konnte gezeigt werden, dass sich in das komplett durchtrennte Rückenmark transplantierte fötale Stammzellen zu Nervenzellen entwickelten und in großem Umfang über lange Distanzen Nervenbahnen bildeten. Diese konnten wiederum Verknüpfungen mit Nervenzellen innerhalb des verletzten Rückenmarks herstellen.

Um den bestmöglichen Effekt einer regenerativen Therapie zu erkennen, sollten bereits in präklinischen Experimenten regenerative Behandlungskonzepte mit Neurorehabilitation kombiniert werden. Ganz wichtig ist hierbei auch, dass in einem Labor nachgewiesene Therapieeffekte durch eine unabhängige Untersuchung repliziert werden können. Eine von den amerikanischen National Institutes of Health geförderte Initiative ermöglicht derartige Wiederholungsstudien. Schließlich muss die Wirksamkeit innovativer Therapien auf Funktionen jenseits der Gehfunktion – zum Beispiel die Blasenentleerungsstörung – bereits im Stadium präklinischer Experimente ausgerichtet werden. Wissenschaftliche Bemühungen haben also unter dem Strich bisher keinen Durchbruch erzielt, die Erholung nach einer Querschnittlähmung substantiell zu verbessern. Doch es bleibt festzuhalten, dass wertvolle Erkenntnisse gesammelt wurden, die es in Zukunft ermöglichen sollten, vielversprechende Strategien konsequent so weiterzuentwickeln.

Dieser Artikel erschien im Juni 2013  in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung (FAZ) unter dem Titel: Querschnittlähmung, ist sie jemals heilbar?

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