Zu jedem beliebigen Zeitpunkt wandern Billionen von Zellen durch die Blutgefäße, manchmal zirkulieren sie in nur einer Minute durch den Körper. Jede dieser Zellen hat ihren Ursprung tief in den Knochen. Knochen mögen steinhart erscheinen, aber sie sind innen ziemlich porös. Durch diese Löcher treten große und kleine Blutgefäße ein. Die meisten großen Knochen des Skeletts haben im Inneren einen hohlen Kern, der mit weichem Knochenmark gefüllt ist. Knochenmark enthält Fett und anderes Stützgewebe, aber sein wichtigster Bestandteil sind die Blutstammzellen. Diese Stammzellen teilen sich ständig. Sie differenzieren sich in rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen und schicken täglich hunderte Milliarden neuer Blutzellen in den Kreislauf. Durch Öffnungen in kleinen Kapillaren im Knochenmark gelangen diese neuen Zellen in den Blutkreislauf. Durch die Kapillaren erreichen sie größere Blutgefäße und verlassen den Knochen.
At any given moment, trillions of cells are traveling through your blood vessels, sometimes circling the body in just one minute. Each of these cells has its origins deep in your bones. Bones might seem rock-solid, but they’re actually quite porous inside. Large and small blood vessels enter through these holes. And inside most of the large bones of your skeleton is a hollow core filled with soft bone marrow. Marrow contains fat and other supportive tissue, but its most essential elements are blood stem cells. These stem cells are constantly dividing. They can differentiate into red blood cells, white blood cells, and platelets, and send about hundreds of billions of new blood cells into circulation every day. These new cells enter the bloodstream through holes in small capillaries in the marrow. Through the capillaries, they reach larger blood vessels and exit the bone.
Bei einem Problem mit dem Blut, besteht die Möglichkeit, dass es auf das Knochenmark zurückzuführen ist. Blutkrebs beginnt oft mit genetischen Mutationen in den Stammzellen. Die Stammzellen selbst sind nicht vom Krebs betroffen, aber die Mutationen stören den Differenzierungsprozess und führen zu bösartigen Blutzellen. Für Patienten mit fortgeschrittenen Blutkrebs, wie Leukämie und Lymphomen, liegt die beste Heilungschance oft in einer Knochenmarktransplantation, bei der das Knochenmark des Patienten durch das eines Spenders ersetzt wird.
If there’s a problem with your blood, there’s a good chance it can be traced back to the bone marrow. Blood cancers often begin with genetic mutations in the stem cells. The stem cells themselves are not cancerous, but these mutations can interfere with the process of differentiation and result in malignant blood cells. So for patients with advanced blood cancers like leukemia and lymphoma, the best chance for a cure is often an allogeneic bone marrow transplant, which replaces the patient’s bone marrow with a donor’s.
So funktioniert es: Zunächst werden dem Spender Blutstammzellen entnommen. Meistens werden Blutstammzellen aus dem Blutstrom des Spenders gefiltert, indem das Blut durch eine Maschine zirkuliert, die es in verschiedene Komponenten trennt. Manchmal wird das Knochenmark mit einer Nadel direkt aus einem Hüftknochen, dem Beckenkamm, entnommen.
Here’s how it works. First, blood stem cells are extracted from the donor. Most commonly, blood stem cells are filtered out of the donor’s bloodstream by circulating the blood through a machine that separates it into different components. In other cases, the marrow is extracted directly from a bone in the hip, the iliac crest, with a needle.
Unterdessen bereitet sich der Empfänger auf die Transplantation vor. Hohe Dosen von Chemo- oder Strahlentherapie töten das Knochenmark des Patienten ab und zerstören sowohl bösartige Zellen als auch Blutstammzellen. Dadurch wird auch das Immunsystem geschwächt, sodass ein Angriff auf die trans- plantierten Zellen unwahrscheinlich ist. Die Spenderzellen werden über einen zentralen Zugang in den Körper des Patienten injiziert. Zunächst zirkulieren sie im peripheren Blutkreislauf des Empfängers, aber Moleküle auf den Stammzellen, die Chemokine genannt werden, fungieren als Zielfinder und leiten sie zurück ins Knochenmark. Im Laufe weniger Wochen beginnen sie sich zu vermehren und produzieren neue, gesunde Blutzellen. Schon eine kleine Population von Blutstammzellen kann den Bedarf eines ganzen Körpers an gesundem Knochenmark decken.
Meanwhile, the recipient prepares for the transplant. High doses of chemotherapy or radiation kill the patient’s existing marrow, destroying both malignant cells and blood stem cells. This also weakens the immune system, making it less likely to attack the transplanted cells. Then the donor cells are infused into the patient’s body through a central line. They initially circulate in the recipient’s peripheral bloodstream, but molecules on the stem cells, called chemokines, act as homing devices and quickly traffic them back to the marrow. Over the course of a few weeks, they begin to multiply and start producing new, healthy blood cells. Just a small population of blood stem cells can regenerate a whole body’s worth of healthy marrow.
Eine Knochenmarkstransplantation kann auch zu einer Transplantat- gegen-Tumor-Aktivität führen. Immunzellen, die aus dem gespendeten Knochenmark gebildet werden, können Krebszellen angreifen, die das ursprüngliche Immunsystem nicht vernichten kann. Dieses Phänomen kann dazu beitragen, hartnäckige Blutkrebsarten zu bekämpfen. Doch Knochenmarkstransplantationen sind auch mit Risiken verbunden, darunter die Transplantat- gegen-Wirt-Krankheit. Diese tritt auf, wenn das von den Spenderzellen erzeugte Immunsystem die Organe des Patienten angreift. Dieser lebensbedrohliche Zustand tritt bei etwa 30-50% der Patienten auf, die Spenderzellen von jemand anderem als einem eineiigen Zwilling erhalten, vor allem, wenn die Stammzellen nicht aus dem Knochenmark, sondern aus dem Blut stammen.
A bone marrow transplant can also lead to something called graft-versus-tumor activity, when new immune cells generated by the donated marrow can wipe out cancer cells the recipient’s original immune system couldn’t. This phenomenon can help eradicate stubborn blood cancers. But bone marrow transplants also come with risks, including graft-versus-host disease. It happens when the immune system generated by the donor cells attacks the patient’s organs. This life-threatening condition occurs in about 30–50% of patients who receive donor cells from anyone other than an identical twin, particularly when the stem cells are collected from the blood as opposed to the bone marrow.
Die Patienten können Immunsuppressiva einnehmen oder es können bestimmte Immunzellen aus der gespendeten Probe entfernt werden, um das Risiko einer Transplantat- gegen-Wirt-Krankheit zu verringern. Aber selbst bei einem Patienten ohne Transplantat-gegen-Wirt-Krankheit kann das Immunsystem die Spenderzellen abstoßen. Daher ist es entscheidend, von vornherein die bestmögliche Kompatiblität zu finden.
Patients may take immunosuppressant medications or certain immune cells may be removed from the donated sample in order to reduce the risk of graft-versus-host disease. But even if a patient avoids graft-versus-host disease, their immune system may reject the donor cells. So it’s crucial to find the best match possible in the first place.
Wichtige Regionen des genetischen Codes bestimmen, wie das Immunsystem fremde Zellen erkennt. Wenn diese Regionen bei Spender und Empfänger ähnlich sind, ist es wahrscheinlicher, dass das Immunsystem des Empfängers die Spenderzellen akzeptiert. Da diese Gene vererbt werden, sind die besten Paarungen oft Geschwister. Aber viele Patienten, die eine Knochenmarktransplantation benötigen, haben kein passendes Familienmitglied. Diese Patienten wenden sich an Spenderregister von Freiwilligen, die bereit sind, ihr Knochenmark zu spenden.
Key regions of the genetic code determine how the immune system identifies foreign cells. If these regions are similar in the donor and the recipient, the recipient’s immune system is more likely to accept the donor cells. Because these genes are inherited, the best matches are often siblings. But many patients who need a bone marrow transplant don’t have a matched family member. Those patients turn to donor registries of volunteers willing to offer their bone marrow.
Für die Registrierung ist nur ein Wangenabstrich notwendig, um die genetische Übereinstimmung zu testen. In vielen Fällen ist die Spende selbst nicht komplizierter als eine Blutspende. Es ist eine Möglichkeit, ein Leben mit einer Ressource zu retten, die vollständig erneuerbar ist.
All it takes to be on the registry is a cheek swab to test for a genetic match. And in many cases, the donation itself isn’t much more complicated than giving blood. It’s a way to save someone’s life with a resource that’s completely renewable.