Untersuchung der Stabilität des Phänotyps von mesenchymalen Stammzellen isoliert aus der Nabelschnur bei Exposition gegenüber Hyperoxie und rhythmischer Dehnung

Abstract

Frühgeburtlichkeit mit ihrer Komplikation bronchopulmonale Dysplasie beeinflusst die Lungenentwicklung negativ und stellt für Betroffene ein schwerwiegendes Problem dar. Allogene mesenchymale Stammzellen der Nabelschnur gelten als vielversprechender Therapieansatz; auf ihnen basierende Zellprodukte zeigten sich in Studien bislang verbesserungsfähig hinsichtlich Wirksamkeit und Wirkkdauer. Für diese Arbeit wurden diese Zellen daher analog zur Lunge eines beatmeten Neugeborenen gegenüber Hyperoxie und rhythmischer Dehnung exponiert. CMS und/oder HOX führten eine Phänotypveränderung herbei, die in Lichtmikroskop, Durchflusszytometer und Western Blot objektiviert wurde. Die applizierten Stressoren bewirkten u. a. eine Rarefizierung und Vergrößerung der Zellen, eine Erhöhung der zellulären Seneszenz, eine Erhöhung des programmierten Zelltods und eine Verringerung der Expression von PDGFRα. p21 und Akt wurden durch jeweilige Inhibition als zugrundeliegenden Signalwegen zugehörig identifiziert. Inhibitionsversuche zeigten die Rolle von p21 als Schutzfaktor gegen programmierten Zelltod unter zellulärem Stress. Der Zellzyklusarrest wurde auf Reversibilität geprüft, in dem die Expositionsdauer variiert wurde. Wurde ein Zellzyklusarrest durch CMS+HOX induziert, war er für eine Expositionsdauer von bis zu 48 h reversibel und ab 72 h irreversibel. Insgesamt wurde die Schädigung von exogenen MSC für die Prävention der BPD durch Bedingungen analog zur Beatmung Neugeborener nachgewiesen. Dies bestätigt die Notwendigkeit möglichst kurzer Beatmungsregimes und Vermeidung der Exposition gegenüber prolongierter Hyperoxie für eine Effektivitätssteigerung und stützt repetitive MSC-Gaben als künftigen Therapieansatz.