DE102006031872B3

DE102006031872B3 - Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark

Info

Publication number: DE102006031872B3
Application number: DE102006031872A
Authority: DE
Inventors: Kai Dr. Jaquet
Original assignee: Asklepios Kliniken Hamburg GmbH
Current assignee: Asklepios Kliniken Hamburg GmbH
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-07-11
Also published as: WO2008006430A1

Abstract

Ein Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark kann besonders kostengünstig durchgeführt werden, wenn einem kleinen Volumen von Knochenmark ein großes Volumen von Peripherblut zugesetzt wird und wenn die Präparation der mononukleären Zellen unter Reinraumbedingungen durch eine für die Abtrennung von Blutbestandteilen aus Blut bestimmte, handelsübliche, vollautmatische Aphereseapparatur vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark, insbesondere für die Verwendung bei einer Stammzellentherapie nach Herzinfarkt.
Bei einer Vielzahl von Herzinfarktpatienten erholt sich das geschädigte Herzmuskelgewebe nicht oder nicht ausreichend, was zu einer eingeschränkten körperlichen Leistungsfähigkeit führt. Nach neuesten Erkenntnissen kann der Verschlechterung der Pumpfunktion des Herzens durch eine Zelltransplantation von Knochenmarkszellen desselben Patienten Einhalt geboten werden. Für diesen Zweck müssen mononukleäre Zellen aus dem Knochenmark abgetrennt und der Patient mit der abgetrennten Zellfraktion behandelt werden.
Nach dem heutigen Stand der Technik erfolgt die Zellpräparation in einem Speziallabor. Dies ist mit sehr hohen Kosten verbunden. Diese Kosten sind zum Teil durch gesetzliche Vorschriften des Arzneimittelgesetzes bedingt, die aber dann nicht gelten, wenn die Entnahme, Präparation und Transplantation in der Hand ein und derselben natürlichen Person (Arzt) liegen und die Präparation der Zellen unter Reinraumbedingungen erfolgt. Es ist deshalb wünschenswert, die Zellpräparation am Behandlungsort durchzuführen. Hierbei stellt die Präparation unter Reinraumbedingungen ein Problem dar.
Aus dem „JOURNAL OF HEMATOTHERAPY" 4, 1995, Seite 299 bis 306, wird ein Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark beschrieben, bei dem eine größere Menge Knochenmark, typischerweise 1000 ml, welches aus mehreren Knochenmarkentnahmen stammt, zu einem Konzentrat mononukleärer Zellen mit einem Volumen von ca. 80 ml verarbeitet wird. Derartig große Volumina übersteigen die der vorliegenden Erfindung erforderlichen Volumina um mehr als den Faktor 10. Derartige Mengen von Knochenmark können nicht einem einzigen Menschen entnommen werden. In Artif Organs, Vol. 16, No. 6, 1992, S. 655 „Application of apheresis to bone marrow transplantation" wird allgemein die klinische Anwendung von Apherese in Verbindung mit Knochenmarktransplantation diskutiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark anzugeben, welches mit vertretbarem apparativen und wirtschaftlichen Aufwand vor Ort und unter Aufsicht einer natürlichen Person durchgeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass einem kleinen Volumen von Knochenmark ein großes Volumen von Peripherblut zugesetzt wird und dass die Präparation der mononukleären Zellen unter Reinraumbedingungen durch eine für die Abtrennung von Blutbestandteilen aus Blut bestimmte, handelsübliche, vollautomatische Aphereseapparatur vorgenommen wird.
Eine solche Aphereseapparatur wird beispielsweise unter der Bezeichnung „Spectra Therapeutic Platform" von der Firma Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA vertrieben. Ein solches Apheresesystem wird üblicherweise für die Abtrennung von Blutbestandteilen aus dem Blut eines Patienten verwendet, beispielsweise im Rahmen einer Blutspende. Da dies unter Reinraumbedingungen geschieht, ist das Apheresesystem grundsätzlich für die Verarbeitung von Knochenmark geeignet. Von der Maschine werden allerdings Volumina von größenordnungsmäßig 1 l verarbeitet. Das Minimalvolumen beträgt etwa 250 ml. Derart große Volumina an Knochenmark kann man allerdings einem einzelnen Patienten nicht entnehmen. Typischerweise sind 50 ml Knochenmark entnehmbar. Ein derart kleines Volumen kann allerdings mit einer handelsüblichen Aphereseapparatur nicht verarbeitet werden.
Wenn man allerdings dem Knochenmark gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vor der Verarbeitung durch die Aphereseapparatur ein größeres Volumen von Peripherblut zusetzt, kann man ein Gesamtvolumen von 250 bis 300 ml erhalten, welches von der Maschine verarbeitet werden kann. Das Verdienst der Erfindung besteht somit in dem Kunstgriff der Vergrößerung des Verarbeitungsvolumens mittels Peripherblut und Verarbeitung des vergrößerten Volumens mit einer handelsüblichen Aphereseapparatur. Dadurch können die für die Zellpräparation erforderlichen Kosten sehr viel niedriger gehalten werden als bei der Präparation in einem Speziallabor.
Entscheidend für das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei nicht einfach die Volumenvergrößerung, sondern die Tatsache, dass die Volumenvergrößerung durch die Zugabe von Peripherblut erfolgt. Es ist nämlich nicht ausreichend, das Volumen einfach durch Zugabe von Kochsalzlösung, Serum oder Plasma zu vergrößern. Entscheidend für die Funktion der Aphereseapparatur ist das Volumen und die Anzahl an roten Blutkörperchen bzw. Erythrozyten, die letztendlich aus dem Gemisch entfernt werden sollen. Dies liegt am Konstruktionsprinzip der Aphereseapparatur, welches eine Mindestmenge (Volumen und Anzahl) von roten Blutkörperchen verlangt, damit eine Auftrennung überhaupt möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert am besten, wenn ein Volumen von 30 ml bis 150 ml Knochenmark mit einem Volumen von 150 ml bis 350 ml Peripherblut vermischt wird.
Aus medizinischer Sicht muss nicht nur das Knochenmark, sondern auch das Peripherblut von demselben Patienten stammen. Auf diese Weise sind Unverträglichkeiten der beiden Bestandteile ausgeschlossen.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Knochenmark und das Peripherblut in einem Blutbeutel außerhalb der Aphereseapparatur vermischt werden, denn das dem Patienten abgenommene Blut wird üblicherweise in einen solchen Blutbeutel gefüllt, der auch zur Aufnahme des Knochenmarks geeignet ist. Außerdem eignet sich der Blutbeutel besonders gut zum mechanischen Vermischen der beiden Bestandteile.
In einfacher Weise erfolgt das Vermischen per Hand bei Raumtemperatur unter Einhaltung steriler Bedingungen. Hierfür sind keine besonderen Geräte erforderlich.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform des Verfahrens wird die Aphereseapparatur durch geeignete Programmierung so eingestellt, dass eine möglichst hohe Aufkonzentrierung der mononukleären Zellfraktion in einem möglichst kleinen Endvolumen erzielt wird. Die Programmierung wird vorzugsweise gemäß der Betriebsanleitung der Aphereseapparatur vorgenommen. Dabei sollte insbesondere das Volumen der erhaltenden mononukleären Zellfraktion etwa 5 ml bis 7 ml betragen. Wesentlich größere Volumina wären unpraktisch bei der Verabreichung der Zellfraktion für Therapiezwecke. Außerdem lassen sich die kleinen Endvolumina mittels einer handelsüblichen Spritze verabreichen.
Es wird deswegen zur Vereinfachung vorgeschlagen, dass die Aphereseapparatur anstelle eines üblichen Sammelbeutels zur Aufnahme der abgetrennten Zellfraktion mit einer Spritze steril verbunden wird.
Um das Verfahren möglichst kostengünstig zu gestalten, wird empfohlen, dass die Entnahme von Knochenmark und Peripherblut, die Zellpräparation der mononukleären Zellfraktion und deren Weiterverwendung für Therapiezwecke durch oder unter Leitung eines Arztes erfolgt. Bei dieser Methode fallen bestimmte gesetzliche Anforderungen weg, die ansonsten hohe Kosten verursachen würden.
Insbesondere wäre nach dem Arzneimittelgesetz normalerweise eine Herstellererlaubnis für die Herstellung eines Zellpräparates erforderlich. Dies ist gilt aber nicht, wenn der gesamte Vorgang von einem Arzt durchgeführt wird.
Zur Erfindung gehört auch die Verwendung einer „Spectra Therapeutic Platform" der Firma Gambo Inc., Lakewood, Colorado, USA für die Präparation einer mononukleären Zellfraktion aus einer Mischung von einem kleinen Volumen Knochenmark und einem größeren Volumen Peripherblut, weil mit dieser Maschine positive Erfahrungen vorliegen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend erläutert.
Das Herz eines Patienten soll nach erlittenem Herzinfarkt mittels mononukleärer Zellen behandelt werden, um dessen Leistungsfähigkeit wieder herzustellen. Ein Arzt entnimmt dem Patienten 250 ml Blut, welches in einem Blutbeutel aufgefangen wird. Desweiteren entnimmt der Arzt dem Patienten 50 ml Knochenmark. Das Knochenmark wird unter sterilen Bedingungen in den Blutbeutel gegeben und von Hand mit dem Blut vermischt. Man erhält ein Gemisch mit 300 ml Volumen.
Der Blutbeutel wird mit einer Aphereseapparatur „Spectra Therapeutic Platform" der Firma Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA verbunden, die unter sterilen Bedingungen von dem Gemisch aus Knochenmark und Peripherblut die mononukleäre Zellfraktion von Knochenmarkzellen unter Reinraumbedingungen vollautomatisch abtrennt. Hierfür ist die Aphereseapparatur mittels geeigneter Software so programmiert worden, dass eine möglichst hohe Aufkonzentrierung der mononukleären Zellfraktion in einem möglichst kleinen Endvolumen erzielt wird. Die Aphereseapparatur ist mit einer Spritze steril verbunden, die zur Aufnahme der mononukleären Zellfraktion bestimmt ist. Diese hat ein Volumen von 10 ml, welches von der Spritze aufgenommen wird.
Anschließend kann der Arzt die Spritze entnehmen und die gewonnene mononukleäre Zellfraktion für Therapiezwecke in das Herz des Patienten spritzen. Die Erfindung bezieht sich allerdings nicht auf diese Therapie, sondern lediglich auf die Zellpräparation.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr kostengünstig, denn selbst bei Anschaffung eines genannten Apheresesystems speziell für die erfindungsgemäße Zellpräparation vorort werden geringere Kosten verursacht als bei einer Zellpräparation in einem Speziallabor. Außerdem wird in vielen Fällen ein solches Apheresesytem ohnehin für andere Zwecke vorhanden sein, so dass sich die Kosten hierdurch noch weiter reduzieren lassen.

Claims

Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark, dadurch gekennzeichnet, dass einem kleinen Volumen von Knochenmark ein größeres Volumen von Peripherblut zugesetzt wird und dass die Präparation der mononukleären Zellen unter Reinraumbedingungen durch eine für die Abtrennung von Blutbestandteilen aus Blut bestimmte, handelsübliche, vollautomatische Aphereseapparatur vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumen von 30 ml bis 150 ml Knochenmark mit einem Volumen von 150 ml bis 350 ml Peripherblut vermischt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Knochenmark und das Peripherblut von demselben Patienten stammt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Knochenmark und das Peripherblut in einem Blutbeutel außerhalb der Aphereseapparatur vermischt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen per Hand bei Raumtemperatur unter Einhaltung steriler Bedingungen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aphereseapparatur durch geeignete Programmierung so eingestellt wird, dass eine möglichst hohe Aufkonzentrierung der mononukleären Zellfraktion in einem möglichst kleinen Endvolumen erzielt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der erhaltenen mononukleären Zellfraktion etwa 5 ml bis 7 ml beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aphereseapparatur anstelle eines üblichen Sammelbeutels zur Aufnahme der abgetrennten Zellfraktion mit einer Spritze steril verbunden wird.