Bone Marrow Derived Adult Stem Cells: Characterization and Application in Cell Therapy

Abstract

Embryonale Stammzellen sind aufgrund ihrer hohen Plastizität ein sehr viel versprechendes therapeutisches Mittel für die Regenerative Medizin. Ethische und beträchtliche klinische Probleme schränken ihren Einsatz jedoch ein. Im Gegensatz hierzu zeigen adulte Stammzellen positivere Zukunftsaussichten für die Regenerative Medizin auf. Das multilineage Potential, die einfache Isolierung und die Tatsache, dass die Transplantation dieser Zellen nicht zu schwerwiegenden klinischen Problemen, wie z.B. Tumorbildung, führt, sind dabei von Vorteil. In den vergangenen sechs Jahren gab es zudem vermehrt Daten über Knochmarksstammzellen und deren hohe Plastizität. In diesem Zusammenhang beschäftigte sich unsere Arbeit vorrangig mit der Verbesserung der Kultivierungsbedingungen dieser Zellen. Ziel war es, eine Stammzellkultur mit hoher Plastizität zu generieren. Hierzu wurden Knochenmarksstammzellen in Medium mit verschiedenen Wachstumsfaktoren, einschließlich LIF, kultiviert. Durch in vivo Aggregation dieser Zellen mit Morulae wurde deren hohe Plastizität bestätigt. Die Vermehrung der multipotenten Knochenmarksstammzellen sollte mit Hilfe transgener Mäuse umgesetzt werden, die GFP unter einem Oct4-Promotor exprimieren. Bereits nach kurzer Kultivierung der isolierten Knochenmarkszellen konnte man GFP-positive Zellcluster finden. Mit Hilfe der Real-time-PCR wurde in den Knochenmarksstammzellen eine 30mal geringere Oct4- und eine 10mal geringere Nanog-Expression als in embryonalen Stammzellen festgestellt. Im Vergleich zu anderen Geweben sind die Oct4- und die Nanog-Expression aber dennoch sehr hoch. Deshalb wurden die Stammzellcluster isoliert und zum Vergleich sowohl in Nanog-haltigem als auch in FGF2-haltigem Medium kultiviert, um sie in vitro zu vermehren. Die Zugabe des TAT-Nanog-Proteins in das Medium steigerte die Zellproliferation bedeutend. Obwohl hier eine hohe Sox2-Expression zu beobachten ist, trifft dies jedoch nicht auf die Oct4-Expression zu. Die Zugabe von FGF2 hingegen hatte einen unmittelbaren Effekt auf die Induktion der Oct4-Expression in den Stammzellkulturen, der auch über mehrere Passagen anhielt.