Mesenchymale Stammzellen (MSC) sind aufgrund ihres Differenzierungspotential sowie ihrer immunmodulatorischen Eigenschaften Gegenstand zahlreicher klinischer Studien. Ein häufiger Anwendungsbereich von MSC als Zelltherapeutikum ist die Behandlung der Transplantatabstoßung, nach einer allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation, in Form der Graft-versus-Host-Disease (GvHD). Dabei fällt die hohe Heterogenität der Studien, bezüglich der Kulturbedingungen, der Quelle, aus denen die MSC gewonnen wurden, die eingesetzte Zelldosis und diverser weiterer Faktoren auf. Die Konsequenz ist eine erheblich erschwerte Vergleichbarkeit der Studien untereinander sowie deren höchst unterschiedlichen Ergebnisse. MSC werden üblicherweise in vitro in Zellkulturflaschen in aufwändigen und schlecht standardisierbaren Prozeduren expandiert. Diese sind nur schwer in Einklang mit den Vorgaben der der Guten Herstellungspraxis (GMP) zu bringen. In dieser Arbeit wurde, unter Verwendung eines Bioreaktors, erstmals eine standardisierte Expansionsmethode für MSC etabliert, die den Regeln der Guten Herstellungspraxis entspricht. So war es möglich, in nur 2 Passagen, aus Knochenmarkaspirat über 400 Mio. MSC innerhalb kurzer Zeit ex-vivo zu expandieren. Durch den Einsatz von HPL als Ersatz von FCS war es möglich, auf den Einsatz xenogener Reagenzien zu verzichten. Die so erhaltenen MSC, entsprachen den Vorgaben der ISCT (International Society for Cellular Therapy) für Oberflächenmarker und Differenzierbarkeit. Eine Optimierung der Expansion, im Hinblick auf Zellausbeute und kürzerer Expansionsdauer, konnte durch die Verwendung hypoxischer Kulturbedingungen erreicht werden. Durch Anwendung des T-Zell Proliferationsassays war es möglich, bioreaktorexpandierte MSC hinsichtlich ihrer immunsuppressiven Kapazität zu überprüfen. So konnte in der vorliegenden Arbeit der negative Einfluss von erhöhter Passagenzahl (=5), Kryokonservierung und fehlender Äquilibrierung nach Auftauen der MSC, auf ihre Fähigkeit, die T-Zell Proliferation zu hemmen, gezeigt werden. Des Weiteren scheint die Hemmung der Proliferation von T-Zellen nicht nur von MSC-Seite vermittelt, sondern auch abhängig vom Ansprechverhalten der jeweiligen T-Zellen zu sein. Durch Bestrahlung der Zellen nach Expansion wurde die Proliferation der MSC aufgehoben, gleichzeitig blieben die Vitalität und die T-Zell suppressiven Eigenschaften der Zellen erhalten. Zusammenfassend bildet die vorliegende Arbeit die Basis für zukünftige, vergleichbare klinische Studien, anhand eines standardisierten ex vivo Expansion-Protokolls von MSC in GMP -konformer Weise.
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