• In Vollnarkose, durch wiederholte Punktion des Beckenkamms des Spenders. Dadurch können Knochenmarkstammzellen gesammelt werden. 
• Durch eine periphere Blutstammzellsammlung, bei der blutbildende Stammzellen aus dem Knochenmark zuvor über einen speziellen körpereigenen Botenstoff ins Blut gelockt und dann über einen Zellseparator aus dem Blut angereichert werden. Eine Narkose ist nicht notwendig, dafür müssen möglicherweise unerwünschte Wirkungen des Botenstoffs G-CSF in Kauf genommen werden. Welche Stammzellquelle letztlich gewählt wird, hängt von vielen Faktoren sowohl auf Empfänger-, als auch auf Spenderseite ab.

Ob Knochenmark- oder Blutstammzellen, in beiden Fällen werden die gewonnenen Zellen dem Empfänger wie eine Bluttransfusion übertragen, und in beiden Fällen handelt es sich um eine hämatopoietische Stammzelltransplantation. Die blutbildenden Stammzellen finden von selbst den Weg ins Knochenmark des Patienten und siedeln sich dort an.

Mit Knochenmark wird das Organ bezeichnet, das für die Bildung und ständige Erneuerung von roten Blutzellen (Erythrozyten), weißen Blutkörperchen (Leukozyten) und Blutplättchen (Thrombozyten) zuständig ist. Erythrozyten transportieren im Körper den lebensnotwendigen Sauerstoff, Thrombozyten sind zuständig für die Gerinnung des Blutes, d.h. den Verschluss einer blutenden Wunde, und Leukozyten haben die Aufgabe, den Körper vor Infektionen mit Krankheitserregern zu schützen.

   
 
 

Ohne ein gesundes und funktionierendes Knochenmark ist Leben dauerhaft nicht möglich. Anders als z.B. Herz, Lunge oder Niere ist das Knochenmark kein solides Organ. Es besteht aus vielen einzelnen Zellen, die über das Knochenskelett verteilt in den Markräumen sitzen. Durch die vielen roten Blutkörperchen in den Markräumen erhält es seine Farbe. Wenn man es aus den Markräumen mit Hilfe einer Nadel und einer Spritze ansaugt, vermischt es sich sofort mit Blut. Es erscheint daher nach dem Ansaugen flüssig und sieht genauso aus wie Blut.

Knochenmarkzellen unter dem Mikroskop

Blutbildendes Knochenmark (nicht zu verwechseln mit Rückenmark!) befindet sich beim Erwachsenen in den Beckenknochen, dem Brustbein, in den Rippenknochen, den Wirbelkörpern und den Schädelknochen. Fügt man alle Knochenmarkzellen, die sich auf die genannten Knochenmarkräume verteilen, zusammen, so ergibt sich eine Gewebsmenge von etwa 1000-1500 g. Die blutbildenden Stammzellen (Mutterzellen) wohnen dabei eingebettet in ein sie umgebendes Netzwerk von Zellen in den kleinen Knochenmarkhöhlen und bilden, indem sie sich immer wieder teilen und danach ausreifen, die verschiedenen Blutzellen. Die blutbildenden Stammzellen sind auch die Mutterzellen für das Immunsystem (Lymphozyten/Teil der weißen Blutkörperchen).

Die allogene Stammzelltransplantation ist die Übertragung von blutbildenden Stammzellen eines gewebeverträglichen verwandten oder nicht verwandten Spenders. Vor der Transplantation steht die sogenannte Konditionierung. Die Konditionierung ist eine Behandlung mit hochdosierten, zelltötenden Medikamenten, gegebenenfalls kombiniert mit einer Ganzkörperbestrahlung. Diese Therapie soll zum einen kranke Zellen im Empfänger vernichten, zum anderen dessen Immunsystem zerstören. Denn nur wenn die körpereigene Abwehr des Patienten praktisch ausgelöscht wurde, werden die Spenderzellen vom Körper angenommen.

Umgekehrt sind ein Überleben und eine Heilung nach der Konditionierung nur möglich, wenn die Übertragung gelingt, d.h. die transplantierten Zellen anwachsen. Während die akuten Nebenwirkungen der hochdosierten Konditionierungstherapie innerhalb von wenigen Wochen abklingen, vergehen bis zum Wiederaufbau des Immunsystems aus den Stammzellen des Spenders Monate bis Jahre.

Spenderimmunsystem und Empfänger (= „Gastgeber“ oder „Wirt“ für die Spenderzellen) müssen sich erst „aneinander gewöhnen“, denn die Spenderzellen sollen ja nun für einen anderen Wirt arbeiten. Damit dieser Gewöhnungsprozess positiv verläuft, werden dem Patienten in den ersten Monaten Medikamente verabreicht, die den neuen und fremden Spenderzellen den Gewöhnungsprozess erleichtern. Trotzdem geschieht es häufig, dass die Spenderzellen den Körper des Patienten (ihres neuen „Wirts“) als fremd erkennen und gegen ihn aktiv werden.
Wir nennen dies die Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion oder englisch Graft-versus-Host-Disease, abgekürzt GvHD. Sie kann sich als Entzündungsreaktion der Haut, des Magen-Darm-Traktes oder der Leber zeigen und in sehr unterschiedlichen Schweregraden verlaufen. Die leichten Formen bedürfen keiner zusätzlichen Behandlung, bei schwereren Verläufen benötigt der Transplantierte zusätzliche Medikamente, um die GvHD zu beherrschen.

Neben den nachteiligen Folgen einer GvHD gibt es aber auch ein Gutes: Wenn die Spenderzellen den Körper des Patienten als fremd erkennen, wissen wir, dass sie besonders auf der Hut sind und auch eventuell verbliebene einzelne Zellen der früheren bösartigen Erkrankung angreifen und zerstören können. Diese Polizeifunktion des Spenderimmunsystems ist ein wichtiger Faktor bei der allogenen Stammzelltransplantation und trägt entscheidend mit zur Heilung bei. Sie wird Transplantat-gegen-Leukämie/Lymphom-Reaktion oder englisch Graft-versus-Leukemia/Lymphoma-Reaction (GvLR) genannt.

Während der ersten Monate, auch Jahre nach Transplantation kann es zu zahlreichen anderen Komplikationen kommen. Am häufigsten sind Infektionen durch Keime, die bei normalem Abwehrsystem kein Problem darstellen würden. Welche Komplikationen auftreten und wie schwerwiegend sie sind, ist von Patient zu Patient sehr verschieden. In der Regel lassen sie sich gut behandeln. Allerdings ist bei 80 % der Patienten im ersten Jahr nach allogener Transplantation mindestens noch einmal eine stationäre Behandlung wegen Komplikationen erforderlich. Je länger allerdings die Transplantation zurückliegt, desto sicherer wird das Ziel der endgültigen Heilung.

Eine neue Therapiemöglichkeit, die seit einigen Jahren von sich reden macht, ist die allogene Stammzelltransplantation mit Konditionierung reduzierter Intensität, englisch abgekürzt als „RIC“. Diese Behandlungsstrategie wird auch als Transplantation nach „nicht-myeloablativer“ Konditionierung, „mini-allo“-Transplantation oder teilweise als „sanfte“ Transplantation bezeichnet. Nachdem man inzwischen weiß, wie wichtig die Polizeifunktion der gesunden Spenderzellen bei der Heilung nach allogener Transplantation ist, versucht man, sich diese gezielt nutzbar zu machen. „Nicht-myeloablative“ Konditionierung oder sachlich eindeutiger „Konditionierung mit reduzierter Intensität“ bedeutet dabei folgendes: Die Konditionierung wird so gewählt, dass sie zwar ein Anwachsen der Spenderzellen ermöglicht, im Gegensatz zur Standardtransplantation jedoch nicht mehr die vollständige Zerstörung der empfängereigenen Blutbildung und ursprünglichen bösartigen Erkrankung zum Ziel hat. Dadurch können während der Konditionierung geringere Zytostatika- und Strahlendosen mit deutlich besserer unmittelbarer Verträglichkeit angewandt werden.

Auf diese Weise kann eine Transplantation auch älteren und geschwächten Patienten angeboten werden. Statt der Chemotherapie müssen nun die Spenderimmunzellen (Lymphozyten) aus dem Transplantat die Reste der Leukämie oder des Lymphoms beseitigen. Leider funktioniert dies nicht bei allen Erkrankungen und in allen Situationen gleich gut.

Ein weiteres Problem ist die Steuerbarkeit der Stärke der Immunreaktion der Spenderzellen gegen die Resterkrankung und gegen den Wirt: Bis heute ist es nicht gelungen, den Polizeieffekt des transplantierten Knochenmarks (der Spenderimmunzellen) gegen die Leukämie bzw. das Lymphom von der GvHD-Reaktion, der Immunattacke der Spenderzellen gegen den Empfänger insgesamt, so zu trennen, wie man sich dies wünscht.

Der Begriff „Mini-allo“-Transplantation ist daher nicht glücklich gewählt und sollte nicht darüber hinwegtäuschen, dass es sich bei diesem Verfahren um eine eingreifende Therapie handelt, die nur in die Hände des erfahrenen Transplantationsexperten gehört. Noch ist nicht klar, ob und in welchen Situationen die allogene Transplantation mit Konditionierung reduzierter Intensität längerfristig erfolgreicher oder weniger erfolgreich als die herkömmliche Stammzelltransplantation (Standardtransplantation) ist. Nach derzeitigem Wissensstand ist diese Behandlungsform in den Situationen gerechtfertigt, in denen eine Standardtransplantation aus Gründen der Vorgeschichte, des biologischen Alters, des Gesamtzustandes oder der Grunderkrankung des Patienten nicht möglich erscheint. Für alle übrigen Situationen bemüht man sich derzeit intensiv, die Standardtransplantation mit der Transplantation nach reduzierter Konditionierung im Rahmen von klinischen Studien zu vergleichen, um Fragen nach der optimalen Behandlung für die Zukunft klären zu können.

Wenn das Knochenmark von der bösartigen Erkrankung nicht betroffen ist, wenn kein passender Spender zur Verfügung steht oder auch, wenn eine allogene Transplantation zu risikoreich erscheint, können eigene blutbildende Stammzellen gesammelt und nach einer hochdosierten Chemotherapie (entspricht in etwa der "Konditionierung") anstelle von gesunden Spenderstammzellen zurückgegeben werden.

Bei diesem Therapieansatz nutzt man die im Vergleich zu normalen Zellen höhere Empfindlichkeit von bösartigen Zellen gegenüber den Zellgiften einer hoch dosierten Chemotherapie. Für viele Medikamente besteht eine Dosis-Wirkung-Beziehung. Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, bösartige Zellen abzutöten und damit den Patienten zu heilen, um so größer ist, je höher die verabreichten Zellgifte dosiert werden. Nun ist aber auch das Knochenmark mit seinem intensiven Stoffwechsel gegenüber Zellgiften sehr empfindlich. Normalerweise muss daher bei der Dosierung von Zytostatika (Zellgiften) und/oder einer Ganzkörperbestrahlung immer auf das Knochenmark Rücksicht genommen werden.

Bei der Hochdosistherapie mit Stammzellunterstützung kann diese „Knochenmarkbremse“ außer Acht gelassen werden - denn schon zuvor wurden die lebenswichtigen blutbildenden Stammzellen eingefroren. Sie können dann unmittelbar nach der Behandlung zurückgegeben werden, um das durch die Chemotherapie zerstörte Knochenmark wieder aufzubauen. In einigen Fällen ist eine Hochdosistherapie mit Stammzellunterstützung auch dann angezeigt, wenn das Knochenmark miterkrankt ist, wie etwa bei einer akuten Leukämie. Dies ist jedoch nur unter bestimmten Umständen und im Rahmen einer umfassenden Behandlungsstrategie möglich.

Dadurch, dass eigene Zellen rück“transplantiert“ werden, fehlen die Komplikationen, die durch die Auseinandersetzung mit fremdem Gewebe oder durch ein fremdes Immunsystem entstehen können (wie etwa Abstoßung und GvHD). Die Behandlung beinhaltet insgesamt weniger Risiken, die Erholung ist meist innerhalb von wenigen Wochen abgeschlossen. Dafür fällt aber auch der positive Effekt der Polizeifunktion eines neuen Immunsystems weg.

Wenn eine allogene Stammzelltransplantation zur Diskussion steht, werden zuerst die Familienangehörigen des Kranken untersucht, um festzustellen, ob ein gewebeverträglicher Stammzellspender in der Familie vorhanden ist. Dazu müssen die weißen Blutkörperchen aus Blutproben der direkt verwandten Familienmitglieder, in allererster Linie der Geschwister (ggf. der Eltern, der Cousins und Cousinen) auf ihre Gewebsmerkmale (HLA-Typ) untersucht werden. Wenn sich bei den Laboruntersuchungen gezeigt hat, dass eine Gewebeübereinstimmung zwischen Empfänger- und Spenderzellen vorliegt, kommt der/die Angehörige als Stammzellspender in Frage.

Findet sich bei der Familientypisierung kein passender Spender, kann eine so genannte Fremdspendersuche eingeleitet werden. Dabei wird in den nationalen und, falls erforderlich, auch in den internationalen Spenderdateien nach einem geeigneten Stammzellspender gesucht. Die Fremdspendersuche dauert zur Zeit im Durchschnitt weniger als drei Monate. In etwa 80 % der Fälle ist die Suche erfolgreich.

Selbstverständlich muss der gefundene Spender gesund und spendefähig sein und der geplanten Stammzellspende auch zustimmen.

Mit einer allogenen Stammzelltransplantation wird nicht nur das blutbildende System, sondern auch das gesamte Immunsystem des Empfängers vernichtet und durch das Abwehrsystem des Spenders ersetzt. Im Transplantat befinden sich neben blutbildenden Zellen auch Immunzellen, die Lymphozyten. Lymphozyten sind eine Form von weißen Blutkörperchen, die eine wichtige Rolle spielen bei der Selbst-Fremd-Erkennung, bei der Abwehr von Virusinfektionen und bei der Bekämpfung von bösartigen Erkrankungen. Lymphozyten aus dem Transplantat sind für unerwünschte Nebenwirkungen wie die "Transplantat gegen Wirt Reaktion" oder englisch "Graft versus Host" Erkrankung beim Empfänger verantwortlich (vergleiche „Was ist eine allogene Transplantation?“). Gleichzeitig haben sie aber auch einen überaus wichtigen und in vielen Situationen entscheidenden Effekt: Als intakte Abwehrzellen des Spenders können sie nach Transplantation in Körper des Patienten auch kranke, von der Leukämie oder anderen bösartigen Grunderkrankung noch übrig gebliebene Zellen erkennen und vernichten. Diese Polizeifunktion der Spenderimmunzellen heißt auch "Graft-versus-Leukemia" Effekt.

Diesen Mechanismus macht man sich mittlerweile gezielt für die endgültige Heilung des Patienten nutzbar. Durch eine dosierte Übertragung von zusätzlichen aktiven Immunzellen des Spenders nach der Transplantation versucht man, den Graft-versus-Leukemia Effekt zu stärken und damit einem Rückfall der ursprünglichen bösartigen Erkrankung vorzubeugen. Selbst in einer Situation, in der es beim Empfänger nach Transplantation doch zu einem Rückfall der Leukämie gekommen ist, kann durch die Übertragung von Spenderlymphozyzten noch eine Heilung gelingen. Voraussetzung für die Übertragung von Spenderlymphozyten ist allerdings in jedem Fall, dass nicht schon eine aktive Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion besteht.

Ein nachteiliger Effekt der Übertragung von Spenderlymphozyten kann darin bestehen, dass die übertragenen Zellen nicht nur die Erkrankung, sondern auch den Patienten als Ganzes als fremd erkennen und gegen ihn aktiv werden können. Statt des erwünschten Transplantat-gegen- Leukämie-Effektes kann also auch eine unerwünschte Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion (GvHD) ausgelöst werden. Um das Risiko einer GvHD zu mindern, hat es sich bewährt, bei der Spenderlymphozytenübertragung mit kleinen Zelldosen zu beginnen und diese schrittweise nur dann zu steigern, wenn keine höher gradige GvHD auftritt. In der Regel werden drei Infusionen mit steigenden Zelldosen im Abstand von 4 bis 6 Wochen geplant.