HIE – Stammzellen- und Exosomen-Therapie in Istanbul: Einblicke von Prof. Dr. Serdar Kabataş, MD, PhD(C)

Wenn dem Gehirn die Luft ausgeht: HIE verstehen – hypoxisch-ischämische Enzephalopathie – und wie Stammzellen und Exosomen die Zukunft verändern könnten

HIE (hypoxisch-ischämische Enzephalopathie): Ursachen, Behandlung und Stammzellen

Von Prof. Dr. Serdar Kabataş, MD, PhD (C)

Eine persönliche Perspektive

Ich bin Prof. Dr. Serdar Kabataş, Neurochirurg, und arbeite seit über zwanzig Jahren mit Patienten, die an schweren Erkrankungen des zentralen und peripheren Nervensystems leiden (Verletzungen des Gehirns, des Rückenmarks und der peripheren Nerven, Tumore, Aneurysmen usw.). In dieser Zeit habe ich die Grenzen der traditionellen Medizin kennengelernt – und ich habe auch gesehen, wie neue Ideen diese Grenzen verschieben können.

In den letzten Jahren habe ich mich verstärkt mit Stammzellbehandlungen und in jüngerer Zeit mit Exosomen-basierten Therapien und deren Potenzial zur Unterstützung der Erholung des Gehirns nach Verletzungen beschäftigt. HIE – hypoxisch-ischämische Enzephalopathie – ist eine der schwierigsten Erkrankungen, mit denen wir konfrontiert sind, und eine, bei der schon kleine Verbesserungen den Lebensverlauf verändern können.
Die Arbeit auf diesem Gebiet steckt noch in den Kinderschuhen, aber die Möglichkeiten, die sie bietet, sind es wert, erforscht zu werden, und die Wissenschaft macht Fortschritte.
Diese neuartigen Ansätze bieten Hoffnung – nicht in Form von Wundermitteln, sondern als Hilfsmittel, die dem Gehirn auf eine Weise helfen, die wir einst für unmöglich gehalten haben.

HIE verstehen: Wenn das Gehirn still leidet

Wenn dem Gehirn die Luft ausgeht – Plötzliche Stille in der Stadt des Gehirns:
Stellen Sie sich Ihr Gehirn als eine riesige Stadt vor. Milliarden winziger „Lichter“ – Ihre Neuronen – senden Nachrichten durch verwinkelte Straßen und sorgen dafür, dass Ihr Herz schlägt, Ihre Lungen sich füllen, Ihre Arme sich bewegen und Ihre Gedanken fließen. Die Stadt ist rund um die Uhr in Betrieb, ohne Pause.

Stellen Sie sich nun vor, dass plötzlich der Strom ausfällt. Die Sauerstoffzufuhr – der Treibstoff – wird unterbrochen. Der Blutfluss – das Versorgungsnetzwerk – kommt zum Erliegen. Zunächst können einige Systeme noch mit ihren Reserven weiterlaufen. Aber mit jeder Minute, die verstreicht, flackern die Lichter und gehen schließlich aus. Als der Strom endlich wieder da ist, funktionieren Teile der Stadt nicht mehr wie zuvor. Einige Gebäude sind beschädigt. Einige Straßen sind für immer blockiert.

Dies geschieht bei einer hypoxisch-ischämischen Enzephalopathie (HIE). Es handelt sich dabei nicht nur um ein Ereignis, sondern um einen Wendepunkt.

Was ist HIE eigentlich genau?

Der Begriff lässt sich in drei Teile untergliedern:

1. Hypoxisch – zu wenig Sauerstoff gelangt zum Gehirn.
2. Ischämisch – verminderte oder blockierte Durchblutung des Gehirns.
3. Enzephalopathie – ein weit gefasster Begriff für Schädigungen oder Erkrankungen des Gehirns.

HIE ist keine einzelne Krankheit. Es handelt sich um eine Schädigung, die das Ergebnis einer anderen Erkrankung ist. Bei Neugeborenen kann sie während der Schwangerschaft oder Geburt auftreten. Bei älteren Kindern oder Erwachsenen kann sie nach einem Herzstillstand, einem schweren Trauma, einem Ertrinken oder einer anderen Krise auftreten, bei der das Gehirn nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird.

Wenn Sauerstoff und Blutfluss abnehmen, beginnen die Gehirnzellen zu versagen. Einige sterben innerhalb von Minuten ab. Andere geraten in einen Stresszustand und sind anfällig für weitere Schäden. Der Körper versucht, sich zu schützen, aber manchmal verursachen diese Reaktionen noch mehr Schaden: Entzündungen nehmen zu – die Immunreaktion des Gehirns kann neben den geschädigten Zellen auch gesundes Gewebe zerstören.

Die Kettenreaktion im Gehirn

• Entzündungswellen – die Immunreaktion des Gehirns kann neben geschädigten Zellen auch gesundes Gewebe zerstören.
• Toxine sammeln sich an – Abfallprodukte von kämpfenden Zellen können die Umwelt vergiften.
• Die Blut-Hirn-Schranke wird geschwächt – schädliche Substanzen können in Bereiche gelangen, die normalerweise geschützt sind.
• Sekundäre Verletzungswellen – Stunden oder sogar Tage später können neue Schäden auftreten.

Diese Kettenreaktion ist der Grund, warum Geschwindigkeit bei der Behandlung so wichtig ist – aber auch, warum die Genesung nach der ursprünglichen Verletzung so schwierig ist.

HIE kann Neugeborene und Erwachsene treffen.

Neugeborene

• Probleme mit der Plazenta (zu geringe Sauerstoffversorgung vor der Geburt)
• Unfälle mit der Nabelschnur
• Sehr lange oder sehr schwierige Entbindung
• Schwere Blutungen oder Infektionen bei der Mutter

Kinder und Erwachsene

• Herzstillstand (plötzliches Aussetzen des Herzens)
• Beinahe-Ertrinken
• Ersticken oder Erstickungsgefahr
• Schwere Kopfverletzung
• Starker Blutverlust
• Schlaganfall oder verstopfte Blutgefäße

Jeder Fall ist anders, aber das Ergebnis hängt davon ab, wie lange der Sauerstoffmangel bestand und wie schnell mit der Behandlung begonnen wurde.

Das Leben nach einer HIE: Wie die Behandlung heute aussieht

Sobald die unmittelbare Krise vorbei ist, geht die Behandlung in zwei Phasen über

Akutversorgung

• Wiederherstellung der Sauerstoffversorgung und Durchblutung
• Kontrolle von Anfällen und Schwellungen
• Kühltherapie (bei Neugeborenen), die die Gehirntemperatur senkt, um Schäden zu verlangsamen

Langzeitrehabilitation

Die Genesung ist hier eine Routine, kein einmaliger Vorgang.

• Physiotherapie zum Wiederaufbau von Kraft, Gleichgewicht und Koordination
• Ergotherapie für alltägliche Aufgaben wie Anziehen, Essen und Umgang mit Technologie
• Sprach- und Sprachtherapie zur Verbesserung der Kommunikation und des Schluckens
• Medikamentöse Unterstützung hält die Symptome unter Kontrolle – lindert Spastizität, beugt Krampfanfällen vor –, sodass das Training tatsächlich Wirkung zeigt.

Einige Patienten gewinnen einen Großteil ihrer Unabhängigkeit zurück. Andere bleiben in hohem Maße auf Pflegekräfte angewiesen. Wichtig ist, dass keine dieser Therapien das geschädigte Gehirn repariert – sie helfen den Patienten lediglich, mit dem Verlust umzugehen.

Die Hoffnung auf mehr: Wie Stammzellen- und Exosomen-Therapie bei HIE helfen kann

Stammzelltherapie bei HIE

Seit Jahrzehnten faszinieren Stammzellen – die Baumeister des Körpers – Wissenschaftler. Sie können sich zu vielen verschiedenen Zelltypen entwickeln und starke biochemische Signale aussenden, die Reparaturprozesse steuern.

Bei Hirnverletzungen wie HIE könnten Stammzellen:

• Entzündungen lindern, weitere Schäden reduzieren
• Beschütze Neuronen, die beschädigt, aber noch am Leben sind.
• Fördert das Wachstum von Blutgefäßen, um geschädigtes Gewebe zu versorgen
• Wachstumsfaktoren freisetzen, die den Gehirnzellen helfen, sich wieder zu verbinden

Das Ziel der Stammzelltherapie besteht nicht darin, verlorene Neuronen zu „ersetzen“. Vielmehr geht es darum, die natürlichen Heilungsmechanismen des Gehirns zu unterstützen – um die richtigen Voraussetzungen für Neuroplastizität und funktionelle Erholung zu schaffen.

Warum Whartons Gelee-Stammzellen etwas Besonderes sind

Eine besonders wertvolle Quelle für Stammzellen ist die Wharton-Jelly – das weiche, polsternde Gewebe im Inneren der Nabelschnur. Dieses Material enthält eine hohe Konzentration an mesenchymalen Stammzellen (MSCs), die mehrere wichtige Vorteile bieten:

• Ethisch gewonnen – aus Nabelschnüren gewonnen, die nach gesunden Geburten gespendet wurden
• Frei von Embryonenverwendung – Umgehung ethischer Bedenken
• Natürlich geringes Risiko einer Immunabstoßung
• Hohe Aktivität – sie setzen reichlich entzündungshemmende und gewebereparierende Faktoren frei.

Können Stammzellen ein geschädigtes Gehirn reparieren?

Dies ist eine der häufigsten – und wichtigsten – Fragen, die Familien stellen.

Die kurze Antwort: Nicht durch den Ersatz von verlorenem Hirngewebe, wie es sich die meisten Menschen vorstellen.

Derzeit sind Stammzellen noch nicht in der Lage, ganze Netzwerke von Neuronen mit genau denselben Verbindungen wie vor der Verletzung wiederherzustellen. Das Gehirn ist viel zu komplex für einen „Teilaustausch“-Ansatz.
Stattdessen können sie – nach dem aktuellen Stand der Forschung – dem Gehirn dabei helfen, sich selbst zu helfen.

Exosomen-Therapie bei HIE

Exosomen werden auch als die leistungsstarken Botenstoffe der Stammzellen bezeichnet.

Im Laufe der Zeit machten die Forscher eine unerwartete Entdeckung. Es stellte sich heraus, dass Stammzellen dem Körper möglicherweise nicht einfach dadurch helfen, sich in neue Zellen zu verwandeln – wie viele einst dachten. Stattdessen scheint ein Großteil ihrer Kraft daraus zu resultieren, wie sie mit anderen Zellen „kommunizieren“, indem sie winzige Botenstoffe aussenden, die als Exosomen bekannt sind.

Was sind Exosomen?

Exosomen sind Vesikel in Nanogröße – man kann sie sich als mikroskopisch kleine „Lieferwagen“ vorstellen, die mit folgenden Stoffen beladen sind:

• Proteine
• Mikro-RNAs
• Lipide
• Signalmoleküle

Diese Inhalte können andere Zellen beeinflussen – indem sie ihnen signalisieren, Entzündungen zu reduzieren, Verletzungen zu widerstehen, neue Blutgefäße zu bilden oder neue synaptische Verbindungen herzustellen.

Warum sind Exosomen so spannend?

• Sie sind zellfrei, was Sicherheitsbedenken wie Tumorwachstum verringert.
• Sie können gereinigt, gelagert und standardisiert werden.
• Sie können die Blut-Hirn-Schranke überwinden.
• Sie können intravenös, intrathekal (in die Rückenmarksflüssigkeit) oder intramuskulär verabreicht werden.

Die Exosomtherapie befindet sich noch in einem frühen Stadium, verspricht jedoch Präzision, Sicherheit und Skalierbarkeit.

Wo steht die Exosomenforschung?

Während klinische Studien am Menschen noch in der Entwicklung sind, deuten erste Tierversuche darauf hin, dass Exosomen folgende Wirkungen haben können:

• Verringerung der Neuroinflammation
• Verzögerten Zelltod verhindern
• Unterstützung der Geweberegeneration
• Verbesserung der funktionellen Erholung

Sie könnten bald als eigenständige Behandlung – oder in Kombination mit Stammzellen – getestet werden, um die Ergebnisse bei Patienten mit Hirnverletzungen zu verbessern.

Was wir bisher gesehen haben: Wahre Geschichten, echte Menschen

Die Zahlen aus frühen Studien vermitteln einen Teil des Bildes, aber das wirkliche Leben erzählt den Rest. Sehen Sie sich diese Fälle aus meinen Studien an:

Patientengeschichte: Von der Herzinsuffizienz zurück zum Gehen

Das Herz eines sechzehnjährigen Jungen hörte auf zu schlagen, und es dauerte etwa fünfundvierzig Minuten Herz-Lungen-Wiederbelebung, um ihn wiederzubeleben. Der Sauerstoffmangel führte zu schweren Hirnschäden – seine Muskeln waren steif, seine Arme und Beine waren schwach, und er benötigte einen Schlauch in seiner Luftröhre, um atmen zu können.

Vier Monate später begannen die Ärzte mit der Behandlung mit Stammzellen aus gespendetem Nabelschnurgewebe, die in mehreren Sitzungen auf drei verschiedene Arten verabreicht wurden, während er seine intensive Rehabilitation fortsetzte. Zunächst verspürte er nur leichtes Fieber und Muskelkater, die jedoch bald wieder verschwanden. In den folgenden Monaten überraschte er alle – zunächst, indem er sich stabiler aufsetzen konnte, dann, indem er mit Unterstützung erste Schritte machte, und später, indem er sich wieder selbst anziehen und essen konnte. Am Ende des Jahres zeigten seine Scans keine Anzeichen von Schäden mehr, und seine Kraft war fast vollständig zurückgekehrt.

Lesen Sie hier die vollständige Studie:
Transplantation von aus Wharton-Gel gewonnenen mesenchymalen Stammzellen bei einem Patienten mit hypoxisch-ischämischer Enzephalopathie: Eine Pilotstudie
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30203688/

Patientengruppe im Überblick: Stammzellen bei Kindern mit HIE

Sechs Kinder, die alle unter schweren, langfristigen Folgen einer hypoxisch-ischämischen Enzephalopathie leiden, nahmen an einem Pilot-Behandlungsprogramm teil. Im Durchschnitt waren ihre Hirnverletzungen fast zwei Jahre zuvor aufgetreten, verursacht durch einen längeren Sauerstoffmangel von etwa vierzig Minuten. Vor der Behandlung benötigten sie bei fast allem Hilfe – ihre Funktionswerte waren sehr niedrig und zeigten starke Einschränkungen in ihrer Bewegungsfähigkeit und ihrer Selbstständigkeit im Alltag.

Die Ärzte verwendeten Stammzellen aus gespendetem Nabelschnurgewebe (Wharton-Gel) und verabreichten diese über mehrere Sitzungen hinweg innerhalb von zwei Monaten auf drei verschiedenen Wegen, begleitet von kontinuierlicher Pflege und Rehabilitation. Abgesehen von kurzzeitigen Nebenwirkungen wie leichtem Fieber, Kopfschmerzen oder Muskelkater verursachte die Behandlung keine Probleme.

In den folgenden Monaten summierten sich kleine Veränderungen. Einige Kinder konnten sich freier bewegen, andere schafften Dinge im Alltag, die zuvor unmöglich gewesen waren, und ihre Muskeln wurden lockerer. Am Ende des Jahres konnten einige Kinder Dinge tun, die ihre Familien nicht mehr erwartet hatten – selbstständig essen, Schritte gehen oder aktiver spielen.

Lesen Sie hier die vollständige Studie:
Durchführbarkeit allogener mesenchymaler Stammzellen bei pädiatrischer hypoxisch-ischämischer Enzephalopathie: Phase-I-Studie
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34136076/

Patientengruppen-Übersicht: Erwachsene mit HIE

Acht Männer und Frauen, die meisten davon in ihren Dreißigern, lebten seit Jahren mit den Folgen einer schweren Hirnverletzung. Bei vielen begann dies, als ihr Herz stehen blieb oder sie eine andere Krise erlitten, die fast eine Dreiviertelstunde lang die Sauerstoffzufuhr zum Gehirn unterbrach. Vor der Stammzelltherapie waren sie stark auf andere angewiesen – das Gehen fiel ihnen schwer oder war unmöglich, und alltägliche Verrichtungen wie sich selbst anzuziehen oder zu essen waren für sie unerreichbar.

Die Behandlung erfolgte mit Stammzellen aus gespendetem Nabelschnurgewebe, die über einen Zeitraum von zwei Monaten auf drei verschiedene Arten verabreicht wurden. Parallel dazu wurde die Rehabilitation fortgesetzt. Die einzigen Nebenwirkungen waren kurzzeitig und mild – leichtes Fieber, Kopfschmerzen oder Muskelkater für etwa einen Tag.

Im Laufe des folgenden Jahres war der Unterschied deutlich zu erkennen. Einige konnten sich freier bewegen, andere konnten Teile ihres Alltags ohne Hilfe bewältigen, und die Muskelverspannungen ließen nach. Am Ende konnten einige Patienten weit mehr selbstständig tun, als zu Beginn irgendjemand erwartet hatte.

Lesen Sie hier die vollständige Studie:
Phase-I-Studie zur Sicherheit und vorläufigen Wirksamkeit allogener mesenchymaler Stammzellen bei hypoxisch-ischämischer Enzephalopathie
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33821203/

Diese Sammlung von Erfahrungen beweist nicht, dass Stammzellen bei allen Menschen mit HIE wirken – dafür sind noch größere, kontrollierte Studien erforderlich. Aber sie zeigen, was möglich ist, und sie verleihen dem, was oft nur in Zahlen und Grafiken beschrieben wird, ein menschliches Gesicht.

Was die Zukunft bringen könnte

• Stammzellen- und Exosomen-Therapie, die früh nach der Verletzung zusammen mit der Rehabilitation verabreicht werden soll
• Standardisiert und gelagert, bereit für den Notfall
• An das Alter, die Schwere der Verletzung und die Bedürfnisse jedes einzelnen Patienten angepasst
• In Kombination mit Neurostimulation oder Gentherapie für synergistische Effekte

Aber dazwischen liegt eine Menge sorgfältiger wissenschaftlicher Arbeit: Studien entwerfen, genügend Patienten rekrutieren, Laborpraktiken standardisieren und die Teilnehmer über Jahre hinweg beobachten, um sowohl die Sicherheit als auch einen dauerhaften Nutzen zu gewährleisten.

Eine fundierte Art von Hoffnung

HIE ist eine schwere Diagnose. Sie verändert den Lebensweg eines Menschen – und oft auch das Leben aller Menschen in seinem Umfeld. Derzeit basiert die Genesung auf Therapie, Anpassung und Unterstützung. Die Stammzellen- und Exosomenforschung ist kein Zaubermittel, aber sie gibt uns ein neues Instrument an die Hand. Richtig eingesetzt, kann sie dazu beitragen, dass sich das geschädigte Gehirn auf eine Weise erholt, die mit den heutigen Behandlungsmethoden nicht möglich ist. Wir sollten vorsichtig vorgehen – mit soliden Studien, strengen Sicherheitskontrollen und ehrlichen Gesprächen darüber, was bekannt ist und was nicht. Die Ergebnisse, die wir bisher gesehen haben – selbst die kleinsten Anzeichen einer wiedergewonnenen Funktion – reichen aus, um eine auf Beweisen basierende Hoffnung zu rechtfertigen.

Bleiben Sie auf dem Laufenden

Als Kliniker und Forscher bin ich davon überzeugt, dass es unsere Verantwortung ist, die Öffentlichkeit auf dem Laufenden zu halten – nicht mit reißerischen Schlagzeilen, sondern mit Klarheit und Fakten. Die Geschichte der HIE wird noch geschrieben, und die regenerative Medizin könnte schon bald eine entscheidende Rolle in den nächsten Kapiteln spielen.

Über den Autor

Prof. Dr. Serdar Kabataş
Neurochirurg | Stammzellenforscher und -spezialist
Leiter der Abteilung für Neurochirurgie | Doktorand (C) im Bereich Stammzellen und Immunologie

Häufig gestellte Fragen