Differenzierung mesenchymaler Stromazellen und definierter Subpopulationen zu Muskelzellen unter biochemischer und biomechanischer Stimulation
Final Report Abstract
Das vorgegebene Ziel dieses Teilprojektes war, humane multipotente mesenchymale Stammzellen (MSC) in vitro effizient in Muskelzellen für eine Transplantation in Sphinktergewebe zu differenzieren. Wir konnten zeigen, dass MSC aus dem Knochenmark (bmMSC) unter GMP (’good medical practice‘)-konformen Bedingungen expandiert werden können, wobei sie ihr tripotentes Differenzierungspotential (osteogen, adipogen, chondrogen) beibehalten. Unter klinisch anwendbaren GMP-konformen Bedingungen ist eine Differenzierung von bmMSC in skelettale Muskelzellen faktisch nicht möglich. Im Gegensatz dazu ist es aber gelungen, bmMSC zumindest transient in einen glattmuskulären Phänotyp GMP-konform zu differenzieren. Diese Zellen zeigen elektrophysiologische Kompetenz sowie kontraktile Eigenschaften, und sie zeigen auch eine signifikant reduzierte Neigung zur Knochenbildung, ein durchaus gewünschter Nebeneffekt. Diese transiente glattmuskuläre Differenzierung kann durch biomechanische Stimulation noch gesteigert werden. Entgegen der ursprünglichen Hypothese und unseren Erwartungen konnten die extrazellulären Laminine, die bei der normalen Muskelzellentwicklung eine wichtige Rolle spielen, die in vitro Differenzierung myogener Zellen aus bmMSC nicht befördern. Nach unseren Erkenntnissen kann nach dem aktuellen Stand der Technik nur eine transient myogen differenzierende Zelle, nicht aber eine terminal ausdifferenzierte glattmuskuläre Zelle in vitro aus bmMSC erzeugt werden. Diese myogen differenzierenden Zellen mit ihrem deutlich verringerten Potential zur Ossifikation stellen eine höchst interessante Zellpopulation dar, deren Wirkungsweise nach Transplantation in ein Schweine-Defektmodel zur Inkontinenz detailliert analysiert werden sollte.
Publications
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