- Jurkunas U. et al. (2022). Cultivated Autologous Limbal Epithelial Cell Transplantation: New Frontier in the Treatment of Limbal Stem Cell Deficiency. Am J Ophthalmol. 2022 Jul;239:244-268.
Hornhautnarben und -trübungen befinden sich weltweit an fünfter Stelle als Erblindungsursache. Sie können Folge einer Limbusstammzellinsuffizienz sein, die auf verschiedene Weise zustande kommen kann. Neben infektiösen immunologischen, onkologischen, iatrogenen und kongenitalen Ursachen spielen auch Augenverätzungen eine wichtige Rolle. In den letzten Jahrzehnten wurden verschiedene therapeutische Strategien entwickelt, um das limbale Epithel mit oder ohne standardmäßige Hornhauttransplantationschirurgie zu ersetzen. Bei allogenen Limbustransplantaten besteht jedoch ein erhöhtes Abstoßungsrisiko. Innovative Behandlungsmethoden, die dieses Risiko umgehen, könnten hier Abhilfe schaffen.1
Aktuell kommen für eine Limbusstammzellinsuffizienz nur wenige Behandlungsmethoden in Frage. In ophthalmologischen Studien wurden verschiedene Techniken für die limbale Stammzelltransplantation beschrieben. Bei Vorliegen einer unilateralen Limbusstammzellinsuffizienz kann das Spendergewebe vom anderen Auge entnommen werden. Auf diese Weise erhält man ein autologes Limbustransplantat, das das Abstoßungsrisiko umgeht.
Schwieriger wird das Ganze bei einer bilateralen Limbusstammzellinsuffizienz. Hier ist man auf ein allogenes Transplantat angewiesen, das mit einem hohen Abstoßungsrisiko einhergeht. Dies liegt daran, dass der Limbus vaskularisiert ist und antigenpräsentierende Zellen enthält. Trotz systemischer Immunsuppression kann die Überlebensrate von allogenen Limbustransplantaten nach 5 Jahren auf bereits 50% sinken. Bei gleichzeitiger Durchführung einer perforierenden Keratoplastik sehen die Zahlen noch schlechter aus. Ein Transplantatversagen kann mit einer erheblichen Morbidität einhergehen. Eine erneute Transplantation ist oft nötig. Neben der Visusminderung kann es zu einer Phthisis bulbi und einem Glaukom kommen.1
Die Forschungsgruppe aus Boston führte vor ihrer Phase-I-Studie eine intensive Literaturrecherche zur CALEC ("cultivated autologous limbal epithelial cell transplantation") durch. Sie zog dafür Studien aus aller Welt heran und berücksichtigte frühere Erfahrungen mit der Behandlung des Limbusstammzellmangels (LSCD) mit kultivierten limbalen Epithelzellen (CLEC). Ihre Analyse für den Zeitraum zwischen 1997 und 2020 fand 21 Studien zur autologen und 13 Studien sowohl zur autologen als auch zur allogenen Transplantation beim Menschen. In den untersuchten Studien war die Behandlung mit autologen CLEC-Transplantaten zu 68,9% erfolgreich.
Das Forschungsteam hat in seiner Studie die Herstellungsbedingungen für diese Methode verbessert. Die Forscher haben ein neuartiges Herstellungsverfahren entwickelt, bei dem nur qualifizierte und validierte Reagenzien verwendet wurden. Bei der CALEC-Transplantation wird ein biotechnologisch hergestellter Verbundstoff aus ex vivo expandierten autologen Hornhautepithelzellen und einer von der FDA zugelassenen Amnionmembran zur Rekonstruktion der Augenoberfläche verwendet. Das Forschungsteam führte die erste klinische Studie zur CALEC-Transplantation zur Behandlung von LSCD in den USA durch.1
Die Transplantation von humaner Amnionmembran (hAM) stellt einen wichtigen Entwicklungsschritt in der Behandlung schwerer Erkrankungen der Augenoberfläche dar. Diese Methode wird seit ihrer Entdeckung vor 80 Jahren bereits jahrzehntelang (seit 1995) durchgeführt. Die hAM dient der mechanischen Unterstützung der Rekonstruktion der Augenoberfläche und ermöglicht gleichzeitig die Reepithelisierung und Differenzierung des Epithels der Augenoberfläche. Sie fördert diesen Prozess durch Wachstumsfaktoren, Zytokine und Proteaseinhibitoren. Gleichzeitig werden Narbenbildung und Entzündungsprozesse gehemmt. Nach schweren Verätzungen mit Alkali zeigte diese Methode einen äußerst hohen Nutzen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Amnionmembran keine Abstoßung auslöst, da sie keine humanen Leukozytenantigene (HLA)-A, -B oder -DR-Antigene exprimiert. Die Forschungsgruppe verwendete aus den genannten Gründen die Amnionmembran als Substrat für CALEC. Während der präklinischen Optimierung der CALEC-Methode wurden 132 CALEC-Transplantate aus 37 verschiedenen Spenderbiopsieproben hergestellt. Die isolierten Zellen wurden auf de-epithelisierter humaner Amnionmembran ausgesät und gezüchtet, bis die Zellen konfluent waren.1