Untersuchung zum Wachstums- und Signalverhalten von kaninen mesenchymalen Stammzellen nach Endorem®-Markierung im MRT
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Zusammenfassung
In der vorliegenden Studie wurde in der Klinik für Kleintiere - Chirurgie, der Justus Liebig Universität Gießen eine Untersuchung zum Wachstums- und Signalverhalten in der Magnetresonanztomographie von mit Endorem®-markierten kaninen Stammzellen aus dem Fettgewebe durchgeführt. Endorem® (GUERBET) ist ein MRT-Kontrastmittel, das zum Nachweis von Lebertumoren mittels MRT entwickelt wurde. Endorem® enthält Superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel (SPIO). In der MRT-Untersuchung bilden sich Störungen des Magnetfelds um jedes Partikel und führen zu einem Signalabfall in den Geweben, die das Kontrastmittel enthalten (GUERBET).Zunächst wurde eine optimale Endorem®-Konzentration von 319,2 µg/ml Fe (448 myg/ml SPIO) bestimmt, was 28,35 myl/ml Endorem® entspricht. 7 Proben mit kaninen Stammzellen aus Fettgewebe wurden mit dieser Endorem®-Menge über 24 Stunden inkubiert. Die Markierungseffizienz wurde mit Hilfe der Berliner Blau Färbung und MACS-Untersuchung überprüft. Mittels Berliner Blau Färbung konnte gezeigt werden, dass die kaninen Stammzellen spontan Eisenpartikel aus dem Inkubationsmedium aufnehmen. Mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie konnte bewiesen werden, dass die Eisenpartikel per Endozytose in die Zelle transportiert werden. Die Eisenpartikel sind in den mit Berliner Blau gefärbten Präparaten 3 Wochen nach der Markierung in den Zellen vorhanden. Die Eisenpartikel werden nicht gleichmäßig an die Tochterzellen übertragen. Es war nicht möglich R eferenzwerte für die Anzahl der markierten Zellen, die mehr als 10 Eisenpartikel enthalten, zum Zeitpunkt 3, 7, 14 und 21 Tage zu bestimmen. Die Trennung der markierten von nicht markierten Zellen mittels MACS-Sortierung stellt eine zuverlässige Methode dar. Der Anteil der markierten kaninen Stammzellen sinkt im zeitlichen Verlauf. Diese Abnahme der markierten Zellen ist statistisch hoch signifikant (p = 0,0007). Eine Referenzwertbestimmung für die Anzahl der markierten Zellen für den Zeitpunkt 1, 2 und 3 Wochen war nicht möglich.Des Weiteren wurden Versuche durchgeführt, die den Einfluss von Endorem® auf die Proliferation, das Zytosklett, die Multipotenzfähigkeit und die Verteilung der Endorem®-Partikeln in der Zelle untersuchen. Mittels Phalloidin Färbung konnte festgestellt werden, dass kein negativer Einfluss von Endorem® auf das Zytoskelett besteht. Die Multipotenz der Zellen wurde anhand der Differenzierung in die adipogene, osteogene und chondrogene Richtung beurteilt. Die adipogene und osteogene Differenzierung bleibt ungestört. Die Knorpelbildung scheint jedoch von Endorem® negativ beeinflusst zu werden. Die Proliferationsfähigkeit der kaninen Stammzellen nach Endorem®-Markierung bleibt im Vergleich zur Kontrollgruppe unverändert. Um die Endorem®-Verteilung in der Zelle zu untersuchen wurde eine transmissionselektronenmikroskopische Analyse durchgeführt. Anhand der Untersuchung konnte beobachtet werden, dass die Endorem®-Partikel per Endozytose aufgenommen werden. Die Eisenpartikel bilden Konglomerate und befinden sich entweder frei im Zytoplasma oder sind in die Lysosomen integriert. Eine und zwei Wochen nach Markierung sind überwiegend freie Konglomerate im Zytoplasma sichtbar. Nach 3 Wochen sind die Endorem®-Partikel in Lysosomen eingebaut. Die Verteilung von Endorem® in der Zelle kann eine Rolle für Kontrastauslöschung in der MRT-Untersuchung spielen. Es wurde eine MRT-Untersuchung von den markierten Stammzellen in Agarphantomen zu drei Zeitpunkten durchgeführt (1, 2 und 3 Wochen nach der Markierung). T2 TSE und T2 FFE Sequenzen kamen zum Einsatz. Es konnte gezeigt werden, dass die im Laufe der Zeit die Stärke der durch Endorem® bedingten Hypointensiät in beiden Sequenzen abnimmt. Die Signalintensität für die Sequenzen T2 TSE und T2 FFE ändert sich im zeitlichen Verlauf über 3 Wochen. Diese Veränderungen sind statistisch hoch signifikant (p = 0,003). Es konnte keine statistisch signifikante Korrelation zwischen MACS-Untersuchung für 1, 2 und 3 Wochen und T2 TSE Untersuchung in der Woche 1, 2 und 3 (für Woche 1: p = 0,945; r = -0,032; für Woche 2: p = 0,242; r = -0,510; für Woche 3: p = 0,288; r = -0,469) und T2 FFE (für Woche 1: p = 0,722; r = -0,166; für Woche 2: p = 0,619; r = -0,231; für Woche 3: p = 0,077; r = -0,705) festgestellt werden. Alle markierten Proben sind 3 Wochen nach der Markierung noch mittels eines 1 Tesla Magnetresonanztomographen in einer T2 TSE und T2 FFE Sequenz darstellbar. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass das Kontrastmittel Endorem® die Voraussetzungen für den klinischen Einsatz für Tracking Studien in vivo bestens erfüllt.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler