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Kardiale Stamm- und Progenitorzelltherapie: Bereit für die Zukunft?


Emmert, Maximilian Y; Templin, Christian (2013). Kardiale Stamm- und Progenitorzelltherapie: Bereit für die Zukunft? Praxis, 102(8):465-472.

Abstract

Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen die Haupttodesursache in den Industrienationen dar. Die regenerative Medizin verspricht erstmals einen neuartigen Therapieansatz für die Behandlung des akuten Myokardinfarktes und der chronischen ischämischen Kardiomyopathie, mit dem Ziel untergegangenes Myokardgewebe zu regenerieren oder zu ersetzen. In den letzten Jahren wurden zahlreiche experimentelle und klinische Studien mit unterschiedlichen Stamm- und Progenitorzellen durchgeführt. Metanalysen zeigten eine kardiale Funktionsverbesserung im Vergleich zu Kontroll-behandelten Patienten von ca. 3 %. Insgesamt konnten jedoch die zum Teil sehr positiven Befunde tierexperimenteller Arbeiten nicht in dem Ausmass bestätigt werden. Zahlreiche ungeklärte Fragen (Zelltyp, Applikationswege, Zellmenge, Zellformate, Zeitpunkt, Endpunkte) scheinen in diesem Zusammenhang für die limitierte Translation verantwortlich zu sein. Geeignete präklinische Grosstiermodelle und moderne nicht-invasive Bildgebungsverfahren, nicht nur zur Beurteilung der kardialen Funktion, sondern auch zur Langzeitdetektion transplantierter Zellen, spielen für zukünftige translationale Fragestellungen eine zentrale Rolle. Zukünftige Studien müssen ebenfalls zeigen, ob durch die Optimierung der adulten Stammzelltherapie und dem parakrinen Wirkmechanismus der Zellen ein langfristiger positiver Nutzen erzielt werden kann, oder ob neue pluripotente Stammzellen, wie die induzierten pluripotenten Stammzellen sich zu einer nebenwirkungsfreien Therapieoption entwickeln können. Aktuelle experimentelle Studien haben eine direkte Reprogrammierung von Fibroblasten in Kardiomyozyten gezeigt. Somit könnte in Zukunft auch eine regenerative Therapie ohne den direkten Einsatz von Stammzellen möglich werden. = Cardiovascular diseases represent the major cause of mortality in the western world. The concept of regenerative medicine has been repeatedly suggested to be an innovative approach to repair and regenerate the diseased myocardium after acute myocardial infarction and chronic ischemic cardiomyopathy. However, while numerous experimental and preclinical studies using various types of stem and progenitor cells have shown promising results, the outcomes of first clinical pilot trials have only shown marginal effects with regards to the improvement of cardiac performance after cell-based therapies. Current meta-analyses demonstrate a mean of only 3 % improvement of cardiac function. The reasons for the ineffective translation into the clinical setting are related to many unanswered key questions comprising the ideal cell type, the mode of delivery, the optimal timing, the application format (2D versus 3D) and the definition of effective study endpoints. Furthermore, advanced, non-invasive imaging techniques as well as the development of appropriate animal models are mandatory for the assessment of cell based-therapies and represent the key requisite for a safe translation into the clinical setting. Future cell-based therapy concepts need to be optimized to achieve long-term efficiency and in particular the clinical potential of novel pluripotent stem cells such as induced pluripotent cells (IPS) needs to be addressed. In addition, recent experimental studies demonstrate the principal feasibility of direct reprogramming of myocardial fibroblasts into functional cardiomyocytes in vitro and in-vivo what may represent a novel myocardial regenerative strategy without the direct necessity of stem cells.

Abstract

Herz-Kreislauf-Erkrankungen stellen die Haupttodesursache in den Industrienationen dar. Die regenerative Medizin verspricht erstmals einen neuartigen Therapieansatz für die Behandlung des akuten Myokardinfarktes und der chronischen ischämischen Kardiomyopathie, mit dem Ziel untergegangenes Myokardgewebe zu regenerieren oder zu ersetzen. In den letzten Jahren wurden zahlreiche experimentelle und klinische Studien mit unterschiedlichen Stamm- und Progenitorzellen durchgeführt. Metanalysen zeigten eine kardiale Funktionsverbesserung im Vergleich zu Kontroll-behandelten Patienten von ca. 3 %. Insgesamt konnten jedoch die zum Teil sehr positiven Befunde tierexperimenteller Arbeiten nicht in dem Ausmass bestätigt werden. Zahlreiche ungeklärte Fragen (Zelltyp, Applikationswege, Zellmenge, Zellformate, Zeitpunkt, Endpunkte) scheinen in diesem Zusammenhang für die limitierte Translation verantwortlich zu sein. Geeignete präklinische Grosstiermodelle und moderne nicht-invasive Bildgebungsverfahren, nicht nur zur Beurteilung der kardialen Funktion, sondern auch zur Langzeitdetektion transplantierter Zellen, spielen für zukünftige translationale Fragestellungen eine zentrale Rolle. Zukünftige Studien müssen ebenfalls zeigen, ob durch die Optimierung der adulten Stammzelltherapie und dem parakrinen Wirkmechanismus der Zellen ein langfristiger positiver Nutzen erzielt werden kann, oder ob neue pluripotente Stammzellen, wie die induzierten pluripotenten Stammzellen sich zu einer nebenwirkungsfreien Therapieoption entwickeln können. Aktuelle experimentelle Studien haben eine direkte Reprogrammierung von Fibroblasten in Kardiomyozyten gezeigt. Somit könnte in Zukunft auch eine regenerative Therapie ohne den direkten Einsatz von Stammzellen möglich werden. = Cardiovascular diseases represent the major cause of mortality in the western world. The concept of regenerative medicine has been repeatedly suggested to be an innovative approach to repair and regenerate the diseased myocardium after acute myocardial infarction and chronic ischemic cardiomyopathy. However, while numerous experimental and preclinical studies using various types of stem and progenitor cells have shown promising results, the outcomes of first clinical pilot trials have only shown marginal effects with regards to the improvement of cardiac performance after cell-based therapies. Current meta-analyses demonstrate a mean of only 3 % improvement of cardiac function. The reasons for the ineffective translation into the clinical setting are related to many unanswered key questions comprising the ideal cell type, the mode of delivery, the optimal timing, the application format (2D versus 3D) and the definition of effective study endpoints. Furthermore, advanced, non-invasive imaging techniques as well as the development of appropriate animal models are mandatory for the assessment of cell based-therapies and represent the key requisite for a safe translation into the clinical setting. Future cell-based therapy concepts need to be optimized to achieve long-term efficiency and in particular the clinical potential of novel pluripotent stem cells such as induced pluripotent cells (IPS) needs to be addressed. In addition, recent experimental studies demonstrate the principal feasibility of direct reprogramming of myocardial fibroblasts into functional cardiomyocytes in vitro and in-vivo what may represent a novel myocardial regenerative strategy without the direct necessity of stem cells.

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Other titles:Cardiac stem and progenitor cell therapy: ready for the future?
Item Type:Journal Article, refereed, original work
Communities & Collections:04 Faculty of Medicine > University Hospital Zurich > Clinic for Cardiovascular Surgery
Dewey Decimal Classification:610 Medicine & health
Uncontrolled Keywords:General Medicine
Language:German
Date:2013
Deposited On:14 Feb 2014 09:08
Last Modified:18 Aug 2018 14:34
Publisher:Hans Huber
ISSN:1661-8157
OA Status:Closed
Publisher DOI:https://doi.org/10.1024/1661-8157/a001254
PubMed ID:23570923

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