Analyse von olfaktorischen Stamm- und Ensheathing-Zellen sowie mesenchymalen Stammzellen im Kontakt zu Cerebrospinalflüssigkeit: Grundvoraussetzung für humane zelltherapeutische Ansätze nach Rückenmarkstrauma

Status:

abgeschlossen 02/2021

Zielsetzung:

Traumatische Rückenmarksverletzungen bedeuten für betroffene Patienten nicht nur eine physische Beeinträchtigung, sondern stellen sie und ihre Familien auch vor soziale und ökonomische Herausforderungen. Umso wichtiger ist es, potenzielle Therapieansätze näher zu analysieren. In den letzten Jahren sind viele vorklinische, aber auch einige klinische Studien gestartet.

Aktivitäten/Methoden:

Neben medikamentösen Therapien stellen regenerative Zelltherapien vielversprechende Ansätze dar, da die meisten Patienten sich in der chronischen Phase der Verletzung befinden, in welcher durch eine Reihe sekundärer inflammatorischer Prozesse Neurone und Gliazellen abgestorben sind und die ausgebildete Glianarbe eine physische sowie chemische Barriere zur Regeneration darstellt. Unter den verschiedenen Zelltypen stellen vor allem autologe Stammzellen aus dem Knochenmark und insbesondere olfaktorische Stammzellen aus der Nasenschleimhaut, welche mittels Biopsie leicht zu entnehmen sind, eine attraktive Zellquelle dar. Werden die Stammzellen in das Rückenmark eines Patienten transplantiert, kommen sie mit Cerebrospinalflüssigkeit (CSF) in Kontakt.

Daher wurde in der vorliegenden Studie das Verhalten der Stammzellen in CSF näher untersucht, um mögliche adverse Effekte auszuschließen.

Ergebnisse:

Die Schichten der olfaktorischen Mukosa wurden separiert und die olfaktorischen Stammzellen aus der Epithelschicht sowie der Lamina propria mit Hilfe des Neurosphären-Assays isoliert und kultiviert. Anschließend wurde ihr Verhalten in CSF im Vergleich mit Knochenmarksstammzellen analysiert. Alle drei Zellarten waren in CSF unter Zugabe von Proteinen in Form von fötalem Kälberserum (FCS) bis zu 21 Tage vital.

Zellfunktionen wie Proliferation und Migration blieben in CSF erhalten, zudem zeigte keine der isolierten Zellen ungewollte Reaktionen wie spontane osteogene, adipogene oder chondrogene Differenzierung. Während die Knochenmarksstammzellen nach geeigneter Induktion in Chondrozyten, Adipozyten und Osteoblasten differenzieren konnten, wiesen die Stammzellen der Lamina Propria nur osteogenes und neuronales Differenzierungspotential auf. Vor allem die Zellen der Epithelschicht zeigten eine Differenzierung in neuronenähnliche Zellen (βIII-Tubulin positiv), welche unter Zugabe von CSF eine vermehrte Ausbildung von Zellausläufern aufwiesen. Zusammenfassend ergaben die Untersuchungen, dass die Stammzellen der olfaktorischen Mukosa eine gute und sichere Quelle für Zelltherapie darstellen. Dennoch müssen die neuronal differenzierten Zellen weiter charakterisiert und ihre Funktionalität sowie ihr Verhalten in geeigneten Trägermatrices (z. B. Plasmaclot) überprüft werden.

Stand: