Diabetologie und Stoffwechsel 2007; 2 - P136
DOI: 10.1055/s-2007-982231

Adulte Mesenchymal Stammzellen können in vitro zu Insulin-produzierenden Zellen ausdifferenziert werden

A Pfützner 1, A Rutkowski 2, M Tappe 2, B Roitzheim 2, A Pansky 2, T Forst 1, E Tobiasch 1
  • 1IKFE Institut für klinische Forschung und Entwicklung, Mainz, Germany
  • 2FH Bonn-Rhein-Sieg, Rheinbach, Germany

Fragestellung: Der Einsatz einer Inselzelltransplantation zur Therapie der Typ 1 Diabetes ist u.a. durch die fehlende Verfügbarkeit von geeigneten Spenderzellen limitiert. Eine Lösung dieses Problems könnte darin liegen ubiquitär vorhandene adulte mesenchymale Stammzellen in vitro in ß-Zellen zu verwandeln.

Methodik: In einem Pilotexperiment isolierten wir mesenchymale adulte Stammzellen aus Liposuktionsmaterial und kultivierten sie für 5 Tage mit unterschiedlichen Kombinationen von Induktionsfaktoren (z.B. Nicotinamid, Mifepristone, Trijodthyronin und ß-Mercaptoethanlol) in FCS Medium mit niedrigem und hohem Glukosegehalt. Zusätzlich verwendeten wir Insulinom-Zelllysate von Ratten als Quelle für weitere ß-Zelltranskriptionsfaktoren. Jedes Experiment wurde mindestens dreimal durchgeführt mit unstimulierten Zellen als interne Kontrollen. Nach Ausdifferenzierung wurden die Zellen mikroskopisch beurteilt und zum Nachweis von Insulinprotein mit Dithizon angefärbt. Die Expression von Stammzell- und ß-Zellspezifischen mRNA-Markern (CD73, CD105, Insulin, ISL-1, SOX2) erfolgte durch RT-PCR. Die Insulinkonzentrationen im Zellkulturüberstand wurde mittels eines Chemilumineszenz-Tests bestimmt.

Ergebnisse: Nach 5 Tagen in der Zellkultur hatten die stimulierten Zellen eine andere Morphologie als die Kontrollen und zeigten eine deutliche Einlagerung von Dithizon. Die RT-PCR zeigte einen Anstieg der mRNA-Spiegel für Insulin, ISL-1 und SOX2 und eine Abnahme der Stammzell-spezifischen mRNA-Marker CD73 und CD105. Die Insulinkonzentrationen im Überstand waren in den stimulierten Zellen höher als in den Kontrollen.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse unserer Pilotexperimenten lassen den Schluss zu, das mesenchymale Stammzellen das Potential haben, mithilfe einer spezifischen Stimulation zu insulin-produzierenden Zellen auszudifferenzieren. In weiteren Experimenten sollte die Glukosesensitiviät der beobachteten Insulinexpression untersucht werden, um zu klären, ob sich diese Zellpopulation potentiell für Transplantationsexperimente eignet.