Visualisierung der Stammzelldifferenzierung durch magnetresonanztomographische Detektion der Genexpression von ß-Galaktosidase mittels eines Galaktosidase-sensitiven Kontrastmittels
Final Report Abstract
Fortschritte in der Stammzellforschung scheinen die Anwendung zur Organersatztherapie in näherer Zukunft möglich zu machen. Für solche Therapien ist die örtliche und funktionale Charakterisierung der Zellen nach Implantation unerlässlich. Die Zellmarkierung mit MR‐Kontrastmitteln ermöglicht die nichtinvasive repetitive Lokalisierung von implantierten Zellen. Neuartige „intelligente“ Kontrastmittel gestatten die funktionale Charakterisierung von implantierten Zellen. EgadMe ist ein solches Kontrastmittel für die MR‐Tomographie, welches durch das Enzym ß‐Galaktosidase aktiviert wird. Die differenzierungsabhänige Expression des Enzyms ß‐Galaktosidase in genetisch manipulierten Stammzellen erlaubt somit eine funktionale Lokalisierung der markierten Zellen in vivo. Im Rahmen des gefoerderten Projektes wurde die Verwendbarkeit von EgadMe zur Darstellung einer Zelldifferenzierung untersucht. Mittels Verwendung von Lipofectin wurde eine Methode entwickelt, um Stammzellen mit EgadMe zu markieren. Mittels Verdünnungsreichen und Vergleichen von ß‐Galaktosidase‐positiven und ß‐Galaktosidase‐negativen Stammzellen wurde eine optimale Inkubationskonzentration von 0,44 mM über 4 Stunden ermittelt. An Hand einer murinen embryonalen Stammzelllinie, die differenzierungsabhängig ß‐Galaktosidase synthetisiert, wurde in vitro eine Stammzelldifferenzierung in das frühe neuronale Stadium nachgewiesen. Obwohl dies erstmals zeigt, dass eine Darstellung der Differenzierung eukaryotischer Zellen MR‐Tomographisch möglich ist, war der Kontrastunterschied sehr gering. In weiterführenden Studien mit einem optimierten Kontrastmittel und optimierter MR Bildgebung soll dies auch in vivo dargestellt werden.
Publications
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Long term MR signal characteristics of Ferucarbotran-labeled mesenchymal stem cells: Discrimination of intra- and extracellular iron oxides before and after cell lysis. ISMRM 2006, 14th Annual Meeting, Seattle, USA
Henning TD, Bauer JS, Frenzel T, Sutton EJ, Fu Y, Daldrup-Link HE
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Chondrogenic Differentiation of Ferucarbotran labeled human Mesenchymal Stem Cells and MR Imaging after Implantation into Cartilage Defects. Contrast Media Research, Banff, 2007
Henning TD, Sutton EJ, Tavri S, Link TM, Daldrup-Link HE
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MR imaging features of contrast agent labeled mesenchymal stem cells implanted in cartilage defects of the femoral condyle. RSNA, 2007 pg 437
Henning TD, Sutton EJ, Meier R, Bauer JS, Link TM, Daldrup-Link HE
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Magnetically Labeled Human Embryonic Stem Cells Retain Pluripotency. Joint Molecular Imaging Conference 2008, Nice, France. Abstract Book pg 50
Henning TD, Boddington SE, Jha P, Taubert S, Tavri S, Rummeny EJ, Daldrup-Link HE
