Embryonale Stammzellen als Quelle von Endothel- und glatten Muskelzellen für zellbasierte Therapie von Pulmotension

Einleitung: Endothel- (EC) und glatte Muskelzellen (SMC) spielen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung der pulmonalen Hypertonie (PH). Einige Studien beschreiben die Nutzung von Vorläuferzellen aus dem peripheren Blut bzw. aus dem Knochenmark im Zusammenhang mit PH in Tiermodellen sowie auch in Patienten. Das periphere Blut enthält nur einen sehr geringen Anteil an Vorläuferzellen und die Gewinnung des Knochenmarktes beruht auf aufwendigen, invasiven Methoden. In der gegenwärtigen Studie wird versucht, aus embryonalen Stammzellen (ESC), die als Quelle für Zellen dienen könnten, kontinuierlich reine EC und SMC Kulturen herzustellen.

Methoden: Für die Einleitung der Differenzierung wurden die ESC in Abwesenheit von Leukemia inhibitory factor (LIF) in Suspension kultiviert, wo sie sog. „ebmryoid bodies“ (EB) ausbilden. Nach 4 Tagen wurden die EB dissoziiert und die Flk-1 positiven Zellen, die als hämatopoetische Vorläufer angesehen werden, mithilfe von magnetic beads isoliert. Die isolierten Zellen werden anschließend auf mit Collagen IV beschichteten Schalen mit VEGF für die Induzierung von Endothelzellen bzw. auf mit Gelatine beschichteten Schalen mit PDGF-BB für die Induzierung von SMC weiter kultiviert.

Ergebnisse: Die Differenzierung von ESC mithilfe von EB liefert laut FACS Analyse zwischen 20% und 30% Flk-1-positive Zellen. Bis jetzt wurden nur Versuche unternommen EC aus ESC abzuleiten. Die isolierten Zellen sind einige Tage nach der Isolierung positiv für Endothelzell-spezifische Antigene wie CD31, Flk-1 und CD144, wobei nur wenige α-smooth muscle actin (α-SMA) positive Zellen zu beobachten sind. Später nimmt die Anzahl der α-SMA positiven Zellen stark zu.

Diskussion: Wie es sich herausgestellt hat, ist es schwierig, reine EC-Kulturen aus sich differenzierenden Stammzellen zu etablieren. Daher wird ein Versuch unternommen dies auf gentechnischer Ebene zu bewerkstelligen. Die ES Zellen werden mit einem Konstrukt, das aus einem Gen für Antibiotikaresistenz unter einem spezifischen Promoter besteht, stabil transfiziert. Es wäre dann möglich, im Laufe der Differenzierung durch Antibiotika den jeweiligen Zelltyp zu selektieren.