Trotz aller Bemühungen ist bis heute keine kurative Therapie des abgelaufenen Myokardinfarktes verfügbar. Verschiedene Studien haben darauf hingedeutet, dass die Injektion von Stammzellen das klinische Outcome verbessern kann. Dieses wird jedoch nicht von allen Studien bestätigt, weshalb das Benefit einer Stammzelltherapie kontrovers diskutiert wird.Ursächlich für die positiven Beobachtungen scheinen jedoch nicht Stammzell-differenzierungen sondern viel mehr parakrine Effekte der transplantierten Zellen zu sein. So zeigten diese in-vivo-Studien wider Erwarten keine Wiederherstellung des Myokards, obwohl in vitro Stammzellen offenbar in Kardiomyozyten differenzieren können.Um grundlegend zu klären, in welchem Ausmaß zirkulierende Stammzellen in vivo in der kardialen Umgebung differenzieren können, wenn sie keinem pathologischen Milieu ausgesetzt sind, wurde ein Schweinemodell entwickelt. In diesem Modell wurden Membranen im linken Ventrikel und als Kontrolle in der Aorta abdominalis über ein perkutanes Vorgehen implantiert. Aufgrund der speziell konstruierten Membranaufhängung flottierten die Membranen frei im Blutfluss, ohne dabei Kontakt zu den umgebenden Geweben zu bekommen. So konnten lediglich im Blut zirkulierende Zellen auf die Membranen migrieren. Die Membranen wurden nach drei Tagen, zwei, sechs und zwölf Wochen (n=8 Schweine) entnommen und umfassend mittels Real-Time-PCR, Immunhistochemie, Elektronenmikroskopie und In-situ-Hybridisierung untersucht. Einer weiteren Gruppe wurde GM-CSF (10µg/kg KG für sieben Tage, n=8 Schweine) appliziert und die Membranen nach sechs Wochen entnommen.In den ersten drei Tagen zeigten sich primär Entzündungszellen auf den Membranen. Zeitabhängig kam es zur Zunahme des Gewebedurchmessers, zur Ausbildung einer dichten Innenschicht aSMApositiver Zellen und einer Vimentinpositiven Außenschicht. Zum Lumen hin abgeschlossen wurde das Gewebe von einem vWFpositiven Monolayer. Durch CD146-Färbungen und Elektronenmikroskopie ließ sich ein ausgeprägtes Kapillarnetzwerk nachweisen. Auf den Membranen konnten Stammzellmarker der hämatopoetischen (CD34 / c-kit) und der mesenchymalen Stammzellreihe (CD44 / Vimentin), sowie von endothelialen Progenitorzellen (CD133 / 146) nachgewiesen werden. Durch die Applikation von GM-CSF konnte eine signifikante Zunahme der Zellproliferation, Stammzellmarkerexpression und Marker früher Kardiomyozyten (GATA4 isoliert im linken Ventrikel) erreicht werden.Die Ergebnisse zeigen, dass adulte zirkulierende Schweinestammzellen in vivo fähig sind, in kardialer Umgebung vielfältig zu differenzieren und dabei ein fein kapillarisiertes spezialisiertes Gewebe ausbilden. Dieser stammzellvermittelte Prozess ließ sich durch die Injektion von GM-CSF weiter steigern. Die hier erstmals im gesunden Organismus nachgewiesene umfangreiche Stammzellplastizität innerhalb kardialer / vaskulärer Umgebungsnischen spricht daher eindeutig für die Erfolgswahrscheinlichkeit einer Weiterentwicklung regenerativer Therapieansätze durch Stammzellmobilisation und Tissue Engineering.
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