Knochenmarkstimulation: Methoden und Anwendung

Was ist die Knochenmarkstimulation?

Die Knochenmarkstimulation bezeichnet medizinische Maßnahmen, die darauf abzielen, die Aktivität des Knochenmarks zu steigern und die Produktion von Blutzellen anzuregen. Das Knochenmark ist das weiche Gewebe im Inneren bestimmter Knochen und bildet alle Arten von Blutzellen: rote Blutkörperchen (Erythrozyten), weiße Blutkörperchen (Leukozyten) und Blutplättchen (Thrombozyten). Wenn dieses System gestört ist oder gezielt unterstützt werden muss, kommen Knochenmarkstimulationsverfahren zum Einsatz.

Anwendungsgebiete

Die Knochenmarkstimulation wird in verschiedenen medizinischen Situationen eingesetzt:

• Nach Chemotherapie oder Strahlentherapie: Krebsbehandlungen können das Knochenmark schädigen und die Blutbildung hemmen. Eine Stimulation hilft, die Erholung zu beschleunigen.
• Vor der Stammzellspende: Spender erhalten Wachstumsfaktoren, damit mehr Stammzellen ins Blut freigesetzt werden, die dann gesammelt werden können.
• Bei Knochenmarkversagen: Erkrankungen wie aplastische Anämie oder myelodysplastische Syndrome (MDS) beeinträchtigen die Blutbildung.
• Bei schwerer Neutropenie: Ein gefährlicher Mangel an weißen Blutkörperchen, der das Infektionsrisiko stark erhöht.
• In der orthopädischen Chirurgie: Bestimmte Techniken wie die Mikrofrakturierung nutzen Knochenmarkblut zur Knorpelregeneration.

Methoden der Knochenmarkstimulation

Pharmakologische Stimulation mit Wachstumsfaktoren

Die häufigste Methode ist die Gabe von hämatopoetischen Wachstumsfaktoren (blutbildungsfördernde Eiweiße). Dazu gehören:

• G-CSF (Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor): Wirkstoffe wie Filgrastim oder Lenograstim regen die Produktion weißer Blutkörperchen an. Sie werden als Injektion unter die Haut verabreicht.
• GM-CSF (Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor): Stimuliert mehrere Zelllinien gleichzeitig.
• Erythropoetin (EPO): Fördert die Bildung roter Blutkörperchen und wird u. a. bei Anämie im Rahmen einer Chemotherapie eingesetzt.
• Thrombopoietin-Rezeptoragonisten: Steigern die Produktion von Blutplättchen, z. B. Romiplostim oder Eltrombopag.

Chirurgische Knochenmarkstimulation

In der orthopädischen Medizin bezeichnet Knochenmarkstimulation eine Gruppe operativer Techniken zur Knorpelreparatur. Durch gezielte kleine Verletzungen des Knochens unterhalb des Knorpels wird Knochenmarkblut freigesetzt, das Stammzellen und Wachstumsfaktoren enthält. Diese bilden ein Blutgerinnsel (Fibringerinnsel), aus dem sich neues Knorpelgewebe entwickeln kann. Bekannte Verfahren sind:

• Mikrofrakturierung: Kleine Löcher werden mit einem Instrument (Ahle) in den Knochen gebohrt.
• Abrasionsarthroplastik: Die oberste Knochenschicht wird abgetragen, um Knochenmarkblut freizusetzen.
• Subchondrale Bohrung: Ähnlich der Mikrofrakturierung, jedoch mit einem Bohrer.

Wirkmechanismus der pharmakologischen Stimulation

Im Knochenmark befinden sich hämatopoetische Stammzellen – Vorläuferzellen, aus denen alle Blutzellen entstehen. Wachstumsfaktoren binden an spezifische Rezeptoren auf diesen Zellen und aktivieren Signalwege, die Zellteilung, Reifung und Freisetzung ins Blut fördern. G-CSF beispielsweise beschleunigt die Reifung von neutrophilen Granulozyten und mobilisiert Stammzellen aus dem Knochenmark ins Blutplasma – ein Effekt, der gezielt für die Stammzellentnahme (Apherese) genutzt wird.

Ablauf einer Behandlung

Die Therapie wird individuell geplant und richtet sich nach der Grunderkrankung und dem Behandlungsziel:

• Blutbildkontrollen (Blutbild, Differenzialblutbild) werden regelmäßig durchgeführt.
• Wachstumsfaktoren werden meist täglich als Spritze über mehrere Tage bis Wochen verabreicht.
• Bei der Stammzellmobilisation beginnt die Apherese (Entnahme der Stammzellen aus dem Blut) nach einigen Tagen der Stimulation.

Nebenwirkungen und Risiken

Die pharmakologische Knochenmarkstimulation ist in der Regel gut verträglich, kann aber Nebenwirkungen verursachen:

• Knochenschmerzen: Besonders im Bereich der Wirbelsäule, des Beckens und der Oberschenkelknochen – ein häufiges, aber meist gut behandelbares Symptom.
• Grippeähnliche Symptome: Müdigkeit, Fieber, Kopfschmerzen.
• Milzvergrößerung (Splenomegalie): In seltenen Fällen kann es zu einer Milzvergrößerung oder sogar einem Milzriss kommen.
• Reaktionen an der Einstichstelle: Rötung, Schwellung oder Schmerzen bei der Injektion.
• In sehr seltenen Fällen: erhöhtes Risiko für bestimmte Bluterkrankungen (z. B. bei Langzeitanwendung).

Knochenmarkstimulation in der Orthopädie

Im orthopädischen Bereich zielt die Knochenmarkstimulation auf die Regeneration von Knorpelschäden ab, insbesondere bei fokalen Knorpeldefekten am Kniegelenk. Das entstehende Reparaturgewebe ist meist Faserknorpel, der weniger belastbar ist als der ursprüngliche hyaline Knorpel. Neuere Verfahren wie die AMIC-Technik (autologe matrixinduzierte Chondrogenese) kombinieren die Knochenmarkstimulation mit einer Kollagenmembran, um qualitativ hochwertigeres Gewebe zu erzeugen. Die Ergebnisse sind bei kleineren Defekten (unter 2-4 cm²) am besten.

Quellen

1. Welte K, Gabrilove J, Bronchud MH et al. - Filgrastim (r-metHuG-CSF): the first 10 years. Blood. 1996;88(6):1907-1929.
2. Mithoefer K, McAdams T, Williams RJ et al. - Clinical efficacy of the microfracture technique for articular cartilage repair in the knee. Am J Sports Med. 2009;37(10):2053-2063.
3. Europaeische Arzneimittelagentur (EMA) - Produktinformation zu G-CSF-haltigen Arzneimitteln (Neupogen, Zarzio u.a.), Stand 2023. Verfuegbar unter: www.ema.europa.eu