Z Gastroenterol 2012; 50 - K005
DOI: 10.1055/s-0032-1323940

Charakterisierung mesenchymaler Stammzellen des Knochenmarks aus dem Os femoris und der Crista iliaca im Schwein

MM Dollinger 1, S Brückner 2, HM Tautenhahn 3, S Pelz 2, A Thonig 1, M Hempel 2, P Stock 2, B Christ 2
  • 1Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Innere Medizin I, Halle, Germany
  • 2Universitätsklinikum Leipzig AöR, Chirurgie II -Angewandte Molekulare Hepatologie, Leipzig, Germany
  • 3Universitätsklinikum Leipzig AöR, Department für Operative Medizin – Chirurgie II, Leipzig, Germany

Hintergrund: Mesenchymale Stammzellen (MSC) gelten als mögliche Zelltherapeutika für Lebererkrankungen. Sie lassen sich aus Knochenmark isolieren und in vitro hepatozytär differenzieren. In der Klinik können autologe Zellen nur aus der Crista iliaca gewonnen werden. Die tolerogenen Eigenschaften der MSC lassen aber auch eine Transplantation allogener Stammzellen aus dem bei Knie- und Hüftgelenksoperationen anfallenden Knochenmark zu.

Ziel: Ziel der Arbeit war es, im Großtiermodell Schwein die mesenchymalen Eigenschaften und hepatozytäre Differenzierungsfähigkeit der aus der Crista iliaca bzw. dem Os femoris gewonnenen MSC (pBM-MSC) zu vergleichen.

Methoden: MSC wurden nach Punktion der Crista iliaca aus Zitratknochenmark oder aus Kollagenase-verdautem Knochenmark des Os femoris mittels Dichtegradient isoliert und auf spezifische Oberflächenmoleküle flowcytometrisch untersucht. Funktionelle Eigenschaften wie die Synthese von Harnstoff und Glykogen sowie die Morphologie der Zellen wurden im Verlauf der hepatozytären Differenzierung verglichen.

Ergebnisse: pBM-MSC aus Crista iliaca und Os femoris zeigten sich negativ für hämatopoetische Marker (CD14/CD45) und positiv für mesenchymale Marker (CD44/CD29/CD90/CD105). Entsprechend ihrem Stammzellcharakter ließen sich die pBM-MSC sowohl adipozytär und osteozytär als auch hepatozytär differenzieren. Bei letzterem fielen CD90 und CD105 signifikant ab. Zellen aus Punktaten (Crista iliaca) wuchsen in großflächigen Spots, Zellen aus verdautem Knochenmark (Os femoris) kleinflächig und multifokal. Im Verlauf der hepatozytären Differenzierung änderten beide pBM-MSC die Morphologie von Fibroblasten-artig zu polygonal mit multiplen Zellkernen. Zusätzlich konnten mit der Glykogen- und Harnstoffsynthese spezifische Funktionen differenzierter Hepatozyten nachgewiesen werden. Die Harnstoffsyntheserate betrug nach 21d 3nmol/10.000 Zellen x24h, vergleichbar mit der Syntheserate primärer Schweinehepatozyten.

Schlussfolgerung: Die aus verschiedenen Quellen isolierten pBM-MSC unterscheiden sich weder bezüglich der mesenchymalen Eigenschaften noch des hepatozytären Differenzierungspotentials. Insbesondere zur Gewinnung allogener Zelltransplantate eignet sich daher – zumindest im Schwein – auch das Knochenmark aus Röhrenknochen.