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KFO 273:  Therapie der Harninkontinenz durch zellbasierte Regeneration des Harnröhrensphinkters

Fachliche Zuordnung Medizin
Förderung Förderung von 2012 bis 2017
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 190473765
 
Erstellungsjahr 2016

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ziel der im Jahr 2012 eingerichteten Klinischen Forschergruppe (KFO) 273 war es, verschiedene Aspekte einer möglichen kurativen, zellbasierten Therapie zur Stärkung des geschwächten Harnröhrensphinkters zu untersuchen. Drei klinische Kernfragen standen dabei im Mittelpunkt: 1.) Können Zellen zielgenau und intraoperativ nachvollziehbar in den Harnröhrenschließmuskel appliziert werden? 2.) Integrieren sich die applizierten Zellen physiologisch in den Muskel und finden sie Anschluss an den nervalen Steuermechanismus? 3.) Verbleiben die applizierten Zellen vital im Injektionsgebiet, und welche regenerative Rolle spielen sie über die Zeit? In sieben Unterprojekten wurden einzelne Aspekte dieser drei Hauptfragestellungen untersucht. Die präklinischen Studien zur Injektion der Zellen wurden an Zyklosporin-behandelten Göttinger Minischweinen durchgeführt. In Teilprojekt 1 wurde geprüft, ob humane mesenchymale Stroma-zellen (MSCs) aus Knochenmark besser zur Regeneration eines defizienten Verschlussapparates der Harnröhre geeignet sind als MSCs aus Fettgewebe oder Plazenta. Zudem wurde die Differenzierung der MSCs in vitro in Muskelzellen nach Stimulation durch lösliche Faktoren, durch Aktivierung von Matrix-vermittelten Signalen und nach biomechanischer Stimulation erforscht. Die glattmuskuläre Differenzierung unter klinik-nahen (GMP) Bedingungen konnte in MSCs aus Knochenmark angeregt, definitive glatte Muskelzellen konnten jedoch nicht hergestellt werden. Teilprojekt 3 befasste sich mit der endoskopischen, zielgenauen und dosierten Applikation von Zellen in den Schließmuskelapparat unter Zuhilfenahme einer speziell auf den Schließmuskel-bereich abgestimmten Bildgebung. Dieses Teilziel wurde in so fern erreicht, als dass Depots der injizierten humanen Zellen durch HE-Färbung und teilweise durch Nachweis eines Fluoreszenz-farbstoffs im porcinen Sphinktermuskel visualisiert wurden. Durch sensitive PCR-Analysen konnte humane DNA in Proben Zell-injizierter Tiere nicht jedoch in unbehandelten Kontrollen nachgewiesen und auch nicht mit den o.g. HE-gefärbten Zelldepots korreliert werden. Die geplanten funktionellen Untersuchungen bezüglich der zellulären Veränderungen der injizierten MSCs in situ, Prozesse der Differenzierung der applizierten Zellen oder deren neuromuskulärer Anschluss konnten nicht erforscht werden, weil die humanen MSCs im Zyklosporin-behandelten Minischwein nicht überlebt haben, sondern, wie sich durch die Untersuchungen im Frühjahr 2015 und durch weitere systematische Nachuntersuchungen im Wintersemester 2015/16 belegen ließ, durch Immunreaktionen des Wirts abgestoßen wurden. Im Teilprojekt 4 wurde in Nagern ein Modell der Inkontinenz durch Verletzung des Rückenmark etabliert und nachgewiesen, dass Nutlin-3a die p53-abhängige Regeneration und das Auswachsen von Axonen im zentralen Nervensystem begünstigt. Im Teilprojekt 5 wurde der Prototyp einer hochsensitiven Sonde zur Messung der Wandkräfte in der Harnröhre erfolgreich entwickelt, mit dessen Messdaten aus den Großtierversuchen anatomisch korrekte dreidimensionale Rekonstruktionen der Harnröhre durch mathematische Modellierung erstellt wurden. In Teilprojekt 6 wurde eine Zellinjektionsplattform entwickelt, welche Zellen durch Luftdruckimpulse in Trägermaterialien und Gewebe injiziert. Die Zellen wurden schonend appliziert und überlebten nach Versprühung. Eine für die klinische Anwendung ausreichende Eindringtiefe der Zellen in Biomaterialien oder Gewebe wurde nicht erreicht. Das Querschnittprojekt Q1 konnte durch MRT den porcinen Sphinkterapparat darstellen und eine Ko-lokalisation Eisen-markierter MSCs im Sphinkter durch Vergleich mit den histologischen Daten behandelter Tiere belegen. In Querschnittprojekt Q2 wurde die glattmuskuläre Differenzierung humaner MSCs durch elektrophysiologische Untersuchung der Ionenströme erforscht und nachgewiesen, dass die in vitro induzierte myogene Differenzierung ein transienter Prozess ist, der den Expressionsmustern der muskulären Markergene weitgehend folgt. Im Zentralprojekt wurden die Arbeit der Teilprojekte der KFO273, gemeinsame Veranstaltungen, regelmäßige Seminare, der Webauftritt der KFO273 usw. koordiniert. Die Gerok- und Koordinationsstellen wurden hier verwaltet, und der Aufbau der EU-weiten COST-Action BM1209 "Regenerative Sphincter Therapy" unterstützt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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