Rheologische und biochemische Vergleichsstudie von Nabelschnur- und Erwachsenenblut-Erythrozyten für Transfusionsanwendungen

Warum sehr kleine Patienten eine andere Art von Blut benötigen könnten

Frühgeborene, insbesondere extrem früh geborene Neugeborene, sind in ihren ersten Lebenswochen häufig auf Bluttransfusionen angewiesen. Heute stammen diese Transfusionen fast immer von erwachsenen Spendern. Babys sind jedoch nicht nur kleine Erwachsene: ihre Körper und sogar ihre roten Blutkörperchen funktionieren anders. Diese Studie stellt eine einfache, aber wichtige Frage: Könnte Blut, das bei der Geburt aus der Nabelschnur entnommen wird, für fragile Neugeborene in den ersten Lebenstagen eine sicherere und natürlichere Übereinstimmung darstellen als Standard-Erwachsenenblut?

Zwei Blutquellen, ein empfindliches Gleichgewicht

Nabelschnurblut wird seit langem wegen seines Gehalts an Stammzellen für Transplantationen geschätzt, doch die meisten gesammelten Einheiten werden dafür nie verwendet. Gleichzeitig erhalten sehr früh geborene Säuglinge mehrfach Transfusionen mit Erwachsenenblut, was ihr Risiko für schwere Komplikationen wie Augenschäden, Lungenerkrankungen und Darmverletzungen erhöhen kann. Ein wesentlicher Unterschied liegt in der Art des von den Erythrozyten getragenen Hämoglobins: Nabelschnurblut ist reich an fetalem Hämoglobin, das Sauerstoff stärker bindet und natürlicherweise besser auf die Bedürfnisse von Säuglingen abgestimmt ist. Das hat Forscher dazu veranlasst zu prüfen, ob Erythrozyten aus Nabelschnurblut die Sauerstoffversorgung von Neugeborenen besser unterstützen können und dabei weniger Belastung für deren unreife Organe darstellen.

Belastungstest für Nabelschnurblutzellen

Das Forscherteam sammelte Nabelschnureinheiten, die für die Stammzellbank nicht geeignet, aber strengen Sicherheitskriterien entsprechend waren. Sie verarbeiteten diese Einheiten zu Erythrozytenkonzentraten mit Methoden, die denen für erwachsene Spender ähneln, und lagerten sie bis zu zehn Tage bei Kühlschranktemperatur, wobei sie diese gelegentlich einer Gamma-Bestrahlung aussetzten, wie sie vor einer Transfusion durchgeführt wird. Parallel dazu bereiteten sie Erwachsene-Erythrozyteneinheiten unter denselben Bedingungen vor und lagerten sie. Anschließend verglichen sie grundlegende Blutwerte, Zellgröße, Zellform unter dem Mikroskop, die Deformierbarkeit der Zellen, um sich durch winzige Gefäße zu quetschen, den Energiegehalt in Form von ATP sowie eine Reihe chemischer Marker wie Kalium, Natrium, Glukose, Laktat, Säuregrad (pH) und Sauerstoffgehalt.

Wie sich Nabelschnurblutzellen während der Lagerung verhielten

Nabelschnur- und Erwachsenenerythrozyten waren in ihren Grundeigenschaften weitgehend ähnlich: Erythrozytenzahl, Hämoglobingehalt und Gesamtkonzentration blieben während der zehntägigen Lagerung stabil, mit oder ohne Bestrahlung. Nabelschnurzellen waren durchgängig größer als Erwachsenen-Zellen und etwas weniger verformbar, was natürliche Unterschiede zwischen fetalen und adulten Erythrozyten und nicht Schäden widerspiegelt. Unter dem Mikroskop zeigten beide Zelltypen mit der Zeit typische lagerungsbedingte Formveränderungen, doch Nabelschnurzellen wiesen weniger deutliche Zerfallserscheinungen (Hämolyse) auf und blieben innerhalb der regulatorischen Sicherheitsgrenzen. Ihre Energiereserven, gemessen als ATP, lagen anfänglich unter denen der Erwachsenenblutproben und gingen in beiden Gruppen während der Lagerung zurück, wobei dieser Rückgang moderat war und durch Bestrahlung nicht verschlimmert wurde.

Verborgene chemische Veränderungen im Beutel

Die chemische Umgebung um die Zellen veränderte sich mit der Lagerdauer auf bekannte Weise. In sowohl Nabelschnur- als auch Erwachsenen-Einheiten sammelten sich Kalium und Laktat außerhalb der Zellen an, während Natrium und Glukose abnahmen und die Lösung saurer wurde — ein Fingerabdruck andauernden Zellstoffwechsels in einem geschlossenen Behälter. Einige Messwerte in Nabelschnureinheiten am zehnten Tag waren wegen leichter Hämolyse schwerer präzise zu quantifizieren, blieben jedoch innerhalb akzeptierter Sicherheitsgrenzen. Auffällig war, dass Nabelschnurbluteinheiten höhere Sauerstoffwerte zeigten als Erwachsenenproben, was mit dem starken Sauerstoffbindungsverhalten des fetalen Hämoglobins übereinstimmt. Wichtig ist, dass die Bestrahlung, ein standardmäßiger Sicherheitsschritt zur Verhinderung bestimmter Immunreaktionen, nur geringe Auswirkungen auf die mechanische oder metabolische Gesundheit der gelagerten Nabelschnurzellen hatte.

Was das für Frühgeborene bedeuten könnte

In der Summe deuten die Ergebnisse darauf hin, dass aus Nabelschnurblut gewonnene Erythrozyten gesammelt, verarbeitet, bestrahlt und für bis zu etwa zehn Tage gelagert werden können, wobei ihre Struktur, Flexibilität und Chemie größtenteils auf einem Niveau erhalten bleiben, das mit Erwachsenenerythrozyten vergleichbar ist. Die wenigen Unterschiede — etwas größere Größe, etwas reduzierte Deformierbarkeit und ein niedrigerer, aber akzeptabler Energiegehalt — scheinen ihre natürliche fetale Identität widerzuspiegeln und nicht Schädigung. Für Klinikern stützt dies die Idee, dass Nabelschnurblut-Erythrozyten eine realistische, physiologisch gut passende Option für Transfusionen von Frühgeborenen sein könnten, insbesondere für die verletzlichsten. Die Studie wurde jedoch im Labor mit einer relativ geringen Anzahl an Einheiten durchgeführt, sodass klinische Studien an Patienten erforderlich sind, um Langzeitsicherheit, Nutzen und die besten Verfahren zur Lagerung und Anwendung dieser spezialisierten Blutprodukte zu bestätigen.

Zitation: Mykhailova, L., Vercellati, C., Montemurro, T. et al. Rheological and biochemical comparison of cord and adult blood red cells for transfusion applications. Sci Rep 16, 13320 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42457-4

Schlüsselwörter: Nabelschnurbluttransfusion, Frühgeborene, Lagerung von roten Blutkörperchen, fetales Hämoglobin, Neonatologische Intensivmedizin