Hintergrund und Ziel:
Mesenchmale Stammzellen können unter anderem in Hepatozyten ähnliche Zellen differenzieren, womit sie eine mögliche therapeutische Alternative zur Hepatozyten- und Organtransplantation bei der Behandlung von chronischen Lebererkrankungen, wie z.B. Alpha-1-Antitrypsin-Mangel, darstellen. Es sollten funktionelle Eigenschaften hepatogen differenzierter Stammzellen der Maus mit dem Ziel ihrer Verwendung für die Zelltransplantation im chronischen Leberschädigungsmodell untersucht werden.
Methoden:
Mesenchymale Stammzellen wurden aus dem Fettgewebe immundefizienter Pfp/Rag2-/- Mäuse isoliert und nach 90%-iger Konfluenz in Differenzierungsmedium kultiviert. Nach 0, 7, 14 und 21 Tagen wurden hepatozytenspezifische Eigenschaften, wie die Glykogeneinlagerung (PAS-Färbung), Harnstoffsynthese und die Enzymaktivität der Ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) gemessen. Periportale Marker wie die Carbamoylphosphatsynthetase 1 (CPS1) und perivenöse Marker wie die Glutaminsynthetase (GS) wurden immunzytochemisch nachgewiesen.
Ergebnisse:
Neben morphologischen Veränderungen von der fibroblastoiden Form der undifferenzierten Stammzellen hin zur polygonalen der differenzierten waren ab Tag 7 Glykogeneinlagerungen in den Zellen sichtbar, die im Verlauf der weiteren Differenzierung zunahmen. Nach 14-tägiger Differenzierung wiesen die Stammzellen signifikant hepatozytäre Eigenschaften auf. Es stiegen die Harnstoffsyntheserate sowie der EROD-Enzymaktivität nach 14 und 21 Tagen signifikant an. Des Weiteren konnten mittels Immunzytochemie CPS1-positive, GS-positive sowie CPS1- und GS-positive Zellen nachgewiesen werden.
Schlussfolgerung:
Hepatogen differenzierte murine mesenchymale Stammzellen verfügen bereits nach 14- bis 21-tägiger Differenzierung über spezifische hepatozytäre Eigenschaften. Damit eignen sie sich besonders für die Anwendung als Zelltherapeutikum als Alternative zur Hepatozyten- und/oder Organtransplantation bei chronischen Lebererkrankungen. Transplantationsversuche in einem Mausmodell des Alpha-1-Antitrypsin-Mangels werden dazu weitere Erkenntnisse bringen.
Diese Arbeit wurde unterstützt von Grifols (früher Talecris Biotherapeutics GmbH) und dem „European Alpha-1-Antitrypsin Laurell's Training Award (eALTA) “.
