Regenerationspotenzial CD133+-hämatopoetischer Progenitorzellen der humanen Nabelschnur beim Nierendefekt im Mausmodell

Abstract

Eine Schädigung des renalen Tubulusgewebes ist in den meisten Fällen irreversibel. Persistierender Abbau oder chronische inflammatorische Prozesse führen letztendlich zum Nierenversagen. Bisher sind die therapeutischen Optionen auf eine Dialyse beziehungsweise Organtransplantation begrenzt. In den vergangenen Jahren ist das Regenerationspotenzial von Stammzellen bei Organerkrankungen näher untersucht worden. Bussolati et al. beschrieben jüngst ein Reservoir an Progenitorzellen des Phänotyps CD133 in der humanen Niere. Mehrere Forschungsgruppen arbeiteten ebenfalls mit murinen Transplantationsmodellen, doch bisher gibt es kaum Publikationen zur Transplantation - von mittels MACS hoch aufgereinigten - humanen Stammzellen in murine Nieren. Um das Integrationsverhalten und das Regenerationspotenzial CD133-positiver humaner Zellen genauer zu erforschen, transplantierten wir CD133-positive Progenitorzellen der human Nabelschnur direkt unter die Nierenkapsel hypoxisch geschädigter SCID-Mäuse. Humane männliche CD133-positive Progenitorzellen wurden innerhalb von 12 h post partum aus Nabelschnurblut mittels Dichtegradientenzentrifugation (Biocoll), gefolgt von Erythrozytenlyse und Magnet-aktivierter Zellsortierung auf CD133.1 (Miltenyi Biotech) isoliert. Während der Anästhesie wurden diese Zellen (1*106, >99%) in die rechte Nierenkapsel weiblicher SCID-Mäuse (14 Wochen alt) transplantiert. Direkt vor der Transplantation wurde die rechte Arteria renalis über 10 min mit Hilfe einer Arterienklemme ligiert. Die Klemme wurde anschließend entfernt und die Zellen 2 min später unter die Nierenkapsel gespritzt. Sieben Wochen nach der Transplantation wurden die Mäuse getötet und von den Nieren für die Immunhistochemie entweder Paraffinschnitte (2 µm) oder Kryostatschnitte (5 µm) angefertigt. Die FISH-Färbung wurde mit der humanen VYSIS-Y-Chromosomensonde (grün) und DAPI vorgenommen. Mit verschiedenen molekularbiologischen und mikroskopischen Verfahren konnte die Migration/Integration humaner Stammzellen in murine Nieren nachgewiesen werden. Einzelne Zellen männlichen Ursprungs wurden in den proximalen Tubuluszellen detektiert (<1%). Die Ergebnisse zeigen, dass sich humane CD133-positive Progenitorzellen der Nabelschnur in murine proximale Tubuluszellen integrieren. Dieses Xenotransplantationsmodell ermöglicht die Durchführung weiterer Untersuchungen bezüglich der zu Grunde liegenden Mechanismen des Integrations- und Regenerationsverhaltens von Stammzellen durch den Einsatz neuer in-vivo-Bildgebungsverfahren.