Studie zu Polylaminin: Dank Protein Regeneration nach Rückenmarksverletzung?

In Brasilien läuft aktuell eine klinische Studie, die untersucht, ob Polylaminin, eine Weiterentwicklung eines körpereigenen Proteins, tatsächlich die Regeneration von frisch verletztem Rückenmark fördern kann. Eine Vor-Studie hatte wegen ihrer sehr hohen Regenerationsrate bereits aufhorchen lassen.

Prof. Dr. Tatiana Coelho de Sampaio leitet die Forschungen an der Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ). Im Mittelpunkt steht das körpereigene Matrixprotein Laminin. Es ist Hauptbestandteil von Basalmembranen. Diese dienen unter anderem der Stabilität und Verankerung umliegender Zellen. Sie fungieren auch als mechanische Barriere, die den Eintritt von Krankheitserregern und veränderten Zellen in tiefere Gewebeschichten verhindern. Zudem sind sie an der Signalübertragung beteiligt und regulieren verschiedene zelluläre Prozesse wie das Zellwachstum.

Positive Auswirkungen im Nervensystem

Wie Laminin wirkt, weiß man unter anderem aus Versuchen mit Mäusen: Wird bei transgenen Mäusen die Ausschüttung von Laminin beeinträchtigt, hemmt dies unter anderem das axonale Wachstum, führt zu Defekten im Aufbau der Großhirnrinde (kortikale Schichtung), stört die Myelinisierung, die die Übertragung von Nervenimpulsen beschleunigt, und beeinträchtigt die Integrität der Blut-Hirn-Schranke.

Auf der Positiv-Seite steht Laminin häufig für erfolgreiche Regeneration im Nervensystem. Die Forschenden nennen einige Beispiele:

• Verletzte Axone im peripheren Nervensystem regenerieren innerhalb von Lamininkanälen.
• Das Rückenmark von Wirbellosen kann seine Axone in Kontakt mit Laminin regenerieren.
• Nach experimentellen Rückenmarksverletzungen können Axone, die in Kontakt mit Laminin stehen, die Läsion überwinden.
• Laminin-Isoformen können das Überleben von Neuronen fördern, modulieren Neuroinflammationen und steuern die Biologie der neuronalen Stammzellnische.

Im Labor weiterentwickelt

Die brasilianischen Forschenden haben dieses natürliche, überall im Körper vorkommende Protein in einer 25 Jahre langen Forschungsarbeit weiterentwickelt. Polylaminin ist ein stabiles, im Labor hergestelltes Polymer, das die ursprüngliche Struktur von Laminin-Komplexen in natürlichem Gewebe nachbildet.

Es fördere „nachweislich die axonale Regeneration und die funktionelle Erholung in Tiermodellen akuter Rückenmarksverletzungen“, so die Forschenden. Bereits frühere Studien an Nagetieren zeigten, dass es nach einer Rückenmarksverletzung neuroprotektiv wirkt. Das heißt: Es schützt Nervenzellen (Neuronen) und -fasern vor Schäden oder dem Absterben. Zudem fördert es das axonale Wachstum.

Vielversprechende Vor-Studie

Am Menschen wurde die Wirkung von Polylaminin bereits bei einer Stufe-0-Studie getestet. Bei diesen auch Pilot-Studie genannten Untersuchungen ist die Teilnehmerzahl äußerst gering, Zahlen und Ergebnisse sind dementsprechend nicht belastbar. Dennoch lassen sich, wenn auch unter Vorbehalt, erste Erkenntnisse über ein neues Medikament oder eine neue Therapiemethode sammeln.

Bei der brasilianischen Pilot-Studie wurde Polylaminin zur Behandlung einer akuten Rückenmarksverletzung eingesetzt. Beteiligt waren acht Menschen mit kompletter Querschnittlähmung. Sie alle erhielten kurz nach dem Trauma (durchschnittlich nach 2,3 Tagen) eine einmalige intraspinale Injektion von Polylaminin.

Unerwünschte Komplikationen

Vor der Behandlung wurden Blutuntersuchungen durchgeführt und mit Laborwerten 2 und 10 Tage nach der Behandlung verglichen, um Marker für Nieren- und Lebertoxizität zu überwachen. Es hätten sich, so die Stufe-0-Studie, keine wesentlichen Abweichungen im Blutbild, abgesehen von einer leichten Anämie in den ersten Tagen nach der Operation, gezeigt.

Während des Krankenhausaufenthalts traten bei allen Teilnehmenden unerwünschte Komplikationen auf, zum Beispiel Infektionen, gastrointestinale/urogenitale und neuropsychiatrische Komplikationen, Dekubitus oder auch kardiovaskuläre und pulmonale Komplikationen. Keines der unerwünschten Ereignisse konnte laut Studie der Behandlung zugeordnet werden.

Zwei Patienten verstarben innerhalb der ersten Tage an den Folgen ihrer schweren Verletzungen. Ein dritter nach Beendigung der Pilot-Studie, einen Monat nach der Entlassung aus dem Krankenhaus. Die Todesursachen: Pneumonie, Flüssigkeitsansammlungen im Herzbeutel (Perikarderguss) und Sepsis. Diese, mitunter letalen Komplikationen, treten häufig bei Menschen mit Querschnittlähmung auf. „Dennoch könnten Pneumonie und Sepsis prinzipiell mit einem möglicherweise anhaltenden, durch die Behandlung hervorgerufenen antiinflammatorischen Zustand zusammenhängen, da Polylaminin nachweislich antiinflammatorische Eigenschaften besitzt“, geben die Studienmacher zu Bedenken. „Diese Möglichkeit kann zum jetzigen Zeitpunkt nicht vollständig ausgeschlossen werden.“ In einem antiinflammatorischen Zustand kann das Immunsystem in eine Dysfunktion geraten.

Gute Vergleichswerte

Einen Monat nach Eintritt der Querschnittlähmung wurden die motorischen und sensorischen Fähigkeiten der zu diesem Zeitpunkt sechs überlebenden Patienten unter anderem mithilfe der ASIA Impairment Scale (AIS) überprüft. Die Forschenden verglichen diese Daten zudem mit früheren Längsschnittstudien, die dieselbe Skala zur Beurteilung der spontanen Erholung unbehandelter Patienten verwendeten. Laut diesen älteren Studien erreichen erreichen maximal 15% der Patienten mit kompletten Lähmungen (AIS A) nach einem Jahr eine spontane Wiederherstellung der motorischen Funktion und damit die AIS-Grade D oder E.

Bei der brasilianischen Pilot-Studie hingegen erlangten drei Teilnehmer nach einem Monat den AIS-Grad C oder D (motorisch inkomplett), drei weitere Grad C. (Für weiterführende Informationen zu diesen Aspekten siehe unter anderem: Formen der Querschnittlähmung: Klassifizierung und Ausprägungen – Der-Querschnitt.de)

„Beispiellose Genesung“

Ein Ergebnis, das die Forschenden so zusammenfassen: „Im Gegensatz zur erwarteten Ausgangsrate von 15% beobachteten wir in der vorliegenden Studie, dass 75% (6 von 8) der Teilnehmer nach der Polylaminin-Behandlung die willkürliche motorische Kontrolle wiedererlangten.“ Bedenke man außerdem, dass zwei der Teilnehmer bereits während des Studien-Zeitraums verstarben, steige der Anteil auf 100%, als 6 von 6. „Die Tatsache, dass die mit Polylaminin behandelten Patienten eine motorische Funktion über dem Niveau der spontanen Erholung erreichten, deutet auf die Wirksamkeit von Polylaminin bei der Behandlung von Rückenmarksverletzungen hin.“

Kontrollierte Studie startet

Laut Studien-Abstract „eine beispiellose Genesung“. Die Forschenden betonen: „Diese Pilot-Studie deutet auf die Wirksamkeit von Polylaminin bei der Behandlung akuter Rückenmarksverletzungen hin und zeigt dessen Potenzial als neue Therapie zur Wiederherstellung der motorischen Funktion bei gelähmten Menschen auf.“

Andererseits stellt sich die Frage: War diese hohe Genesungsquote nur ein Zufall? Immerhin liegt die Rate der spontanen motorischen Erholung bei kompletten Rückenmarksverletzungen normalerweise bei weniger als 15%. Spielten völlig andere Aspekte als die Anwendung des Proteins eine Rolle?

Die Ergebnisse der Phase-0-Studie wurden bereits jetzt als Pre-Print veröffentlicht. Das heißt: Sie wurden noch nicht von anderen, unabhängigen Wissenschaftlern überprüft und stehen gleichsam zur Diskussion. Der wissenschaftliche Text (siehe externer Link Return of voluntary motor contraction after complete spinal cord injury: a pilot human study on polylaminin) berichtet also lediglich über neue medizinische Forschungsergebnisse, die noch nicht bewertet wurden. Sie sollten deshalb nicht als Grundlage für die klinische Praxis dienen.

Wirksamkeit wird überprüft

Andererseits hat das brasilianische Gesundheitsministerium Anvisa nun offiziell eine Phase-1-Studie an 5 Menschen genehmigt, um die Sicherheit und Wirksamkeit von Polylaminin bei akuten Rückenmarksverletzungen – die entsprechende Therapie muss innerhalb von 72 Stunden nach Eintritt der traumatischen Querschnittlähmung angewandt werden – in einem kontrollierten, klinischen Rahmen zu überprüfen, vielleicht sogar zu bestätigen.

Die Behörde folgt damit der Argumentation des Forscherteams, das in seiner Pilot-Studie zu folgender Conclusio kommt: „Die in dieser Studie präsentierten vorläufigen Daten deuten darauf hin, dass Polylaminin als biomimetischer Ersatz für das im Säugetier-ZNS nach einer Läsion fehlende, axonales Wachstum fördernde Laminin dienen kann. Die bemerkenswerte funktionelle Verbesserung, die die Patienten dieser Pilot-Studie erfahren haben, rechtfertigt unserer Ansicht nach die Durchführung größerer klinischer Studien, um Polylaminin als Therapie für Rückenmarksverletzungen beim Menschen zu untersuchen.“ Die komplette Pre-Print-Studie kann unter diesem externen Link nachgelesen werden: Return of voluntary motor contraction after complete spinal cord injury: a pilot human study on polylaminin | medRxiv

Forschung an Tieren geht weiter

Bei querschnittgelähmten Hunden ist der Effekt bereits gut erforscht. Die Wahl fiel nicht zufällig auf diese Tiere. Denn Hunde sind häufig Opfer natürlich auftretender Rückenmarksverletzungen, gerade auch aufgrund der Anfälligkeit mancher Rassen für Bandscheibendegeneration. Einerseits wurde der Wirkstoff an Hunden mit akuter Querschnittlähmung getestet. Andererseits gibt es bereits Forschungsansätze mit Hunden, die eine chronische Querschnittlähmung haben. Insbesondere in Kombination mit einer Physiotherapie waren die Ergebnisse erfolgversprechend. (Die komplette Studie kann unter diesem externen Link nachgelesen werden: A laminin-based therapy for dogs with chronic spinal cord injury: promising results of a longitudinal trial – PMC).

Der-Querschnitt.de betreibt keine Forschung und entwickelt keine Produkte/Prototypen. Wer an der beschriebenen Methode oder den vorgestellten Prototypen Interesse hat, wendet sich bitte an die im Text genannten Einrichtungen.