Identifizierung neuer Oberflächenmarker auf mesenchymalen Stromazellen aus dem Knochenmark

Abstract

Mesenchymale Stammzellen (MSC) werden als nicht-hämatopoetische, plastikadhärente, sich selbst erneuernde Zellen definiert. Sie sind in der Lage, sich in Fett, Knochen und Knorpel zu differenzieren und besitzen vielfältige immunmodulierende Eigenschaften. Daher sind sie von äußerstem klinischem Interesse im Rahmen von zellbasierte Therapien und im Bereich des “Tissue engineering”. Die meisten Informationen über MSC stammen aus Untersuchungen von mittels Plastikadhärenz isolierten, zuvor kultivierten Zellen, jedoch sind Studien, die die in vivo-Eigenschaften von MSC erforschen, auf dem Vormarsch. Noch immer ist wenig über den Phänotyp frisch isolierter MSC bekannt, da sie insgesamt nur einen sehr geringen Anteil der z.B. aus Knochenmark isolierten Zellen ausmachen. In Kultur verändert sich die Expression unterschiedlicher MSC Marker, auch abhängig davon, welches Protokoll jedes einzelne Labor verwendet. In dieser Arbeit wurde daher der Phänotyp von naiven, frisch isolierten, aus menschlichem Knochenmark gewonnenen MSC systematisch untersucht, um neue Oberflächenmarker zu identifizieren, welche eine prospektive Isolation und Charakterisierung von MSC in Zukunft erleichtern. Die Isolation humaner MSC mittels Kollagenaseverdau zerkleinerter Spongiosa wurde standardisiert und mit der herkömmlichen Isolation von MSC aus Knochenmarkaspirat verglichen. Das Vorhandensein bereits bekannter MSC-Marker wie z.B. CD71, CD49a und CD13 wurde bestätigt. Zusätzlich wurde gezeigt, dass frisch aus humanem Knochenmark gewonnene MSC neue Marker wie CD39, CD51 und CD81 exprimieren. Die Expression dieser Marker könnte die prospektive Isolation von MSC signifikant erleichtern, da sie von anderen Knochenmarkzellen wie Leukozyten oder Endothelzellen nicht exprimiert werden. Darüber hinaus kann die Expression von CD39, CD51 und CD81 neue Erkenntnisse über die Eigenschaften von MSC hinsichtlich ihrer entzündungshemmenden Wirkung, ihrer Rolle bei der Zellmigration und Expansion hämatopoetischer Stammzellen oder ihrer Freisetzung therapeutisch wirksamer Exosomen liefern. Zusammenfassend verdeutlicht diese Arbeit durch die Untersuchung des komplexen Phänotyps frisch isolierter humaner MSC aus dem Knochenmark die Veränderungen, die MSC bei der Anwendung in zellbasierten Therapien durchlaufen, und trägt so weiter zum Verständnis der Natur dieser heterogenen Zellpopulation bei.