Injektion von Progenitorzellen aus Fett- und Muskelgewebe zur Therapie der Sphinkterinsuffizienz im Großtiermodell

• Antragsteller: Professor Dr. Wilhelm K. Aicher; Privatdozent Dr. Bastian Amend; Professor Dr. Arnulf Stenzl
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429049495

Harninkontinenz stellt für die Betroffenen und ihr ihr Umfeld eine große Belastung dar. Mehr als 10% der Bevölkerung leiden an Harninkontinenz. Für viele Patienten gibt es bisher keine zufriedenstellende Therapie. Daher wird in diesem Vorhaben an einem etablierten Inkontinenz-Großtiermodell „Schwein“ mit urodynamisch nachgewiesener Sphinkterinsuffizienz untersucht, wie sich die lokale Injektion homologer Progenitorzellen aus Fettgewebe (ADSCs) im Vergleich zu Progenitorzellen aus Muskelgewebe (MPCs) auf die Regeneration des Sphinkters auswirkt. Unsere Arbeitshypothese ist, dass injizierte ADSCs in situ regenerationsfördernde Faktoren exprimieren bzw. dass injizierte MPCs die Kontraktionskraft des Sphinktermuskels stärken. Im Modell wird die Schädigung des Sphinkters durch Ballondilatation und Kauterisierung gesetzt und mittels Wanddruckmessung per Standard- (sUDP) und high definition urethraler Profilometrie (HD-UDP) bis zu zwölf Wochen nachverfolgt. Nach Induktion der Insuffizienz werden fluoreszenzmarkierte ADSCs oder MPCs männlicher Tiere in die weiblichen Versuchstiere injiziert. Die Sphinkterregeneration über die Zeit wird in vivo in Tieren mit Zelltherapie im Vergleich zu Tieren ohne Zellinjektion durch Wanddruckmessungen aufgezeichnet, die Lokalisation applizierter Zellen durch transurethrale endoskopische Fluorimetrie erfasst. Am Versuchsende wird der Effekt der Zelltherapie folgendermaßen ausgewertet: A) Am lebenden Tier wird er durch Wanddruckmessungen quantifiziert. B) Durch Fluoreszenzimaging der Harnröhre werden die injizierten markierten Zellen ex vivo lokalisiert. C) An Kryoschnitten der behandelten Bereiche wird durch (Immun-)Histochemie untersucht, wie sich das Sphinktergewebe bis zu zwölf Wochen nach Dilatation und Kauterisierung in unbehandelten und Zell-behandelten Tieren darstellt. Die Zellen und ihr genauer Injektionsort können im Kryoschnitt anhand der Fluoreszenzmarkierung, Expression eines Fusionsproteins und durch in situ Hybridisierung des Y-Chromosoms visualisiert werden. Weiterhin werden sie auch immunhistochemisch charakterisiert. Apoptotische Zellen werden durch TUNEL-Färbung und aktivierte Caspase-3 nachgewiesen. D) Mittels Laser-Dissektion werden die injizierten fluoreszierenden Zellen aus Kryoschnitten isoliert und zum Nachweis männlicher Genmarker und der Vektor-DNA durch PCR-Analyse verwendet. E) Die Expression regenerationsfördernder Faktoren im behandelten Gewebe wird durch RT-PCR analysiert. So wird am Tier, am Organexplantat und im Gewebeschnitt und -extrakt untersucht, über welche Zeitspannen die Zellen am Injektionsort verbleiben, sich durch Migration verteilen, intakt sind, welchen Beitrag sie zur Regeneration eines insuffizienten Sphinkters leisten, und ob messbare Unterschiede in der Sphinkterregeneration zwischen ADSCs und MPCs nachweisbar sind. Diese präklinische Studie trägt dazu bei, das therapeutische Potential autologer Zellen zur Regeneration des Sphinkters bei Inkontinenz beurteilen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen