Über die Tumorigenität und den potenziellen Nutzen ausgewählter Stammzellersatztherapien in dem 6-Hydroxydopamin-Parkinsonmodell der Ratte

Abstract

Der Morbus Parkinson ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung nach der Alzheimer-Demenz. Breites wissenschaftliches Interesse gilt dem gezielten Ersatz der von dem neurodegenerativem Prozess erfassten Zellen. Zielstrukturen bei der Parkinsonschen Erkrankung sind dopaminerge Neurone der Substantia nigra, deren Untergang das entscheidende Merkmal dieser fortschreitenden Bewegungsstörung ist. Experimentelle Zellersatzstrategien mit murinen und humanen Stammzelllinien in Tiermodellen weisen bis dato auf eine mögliche funktionelle Integration und eine gewisse Tumorigenität der transplantierten Gewebe hin. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war es, verschiedene Stammzelllinien auf die Fähigkeit zur funktionellen Integration und auf die Bildung von Tumoren zu untersuchen. Undifferenzierte Stammzellen bzw. zu dopaminergen Neurone differenzierte Stammzellen wurden in ein unilaterales 6- Hydroxydopamin- Parkinsonmodell der Ratte transplantiert. Immunsuppression erfolgte mit täglichen Cyclosporin A- Injektion für 5 Wochen nach Transplantation. Verhaltensversuche umfassten einen Medikamenten- induzierten Rotationstest, Rotarodtest und Zylindertest. Histochemische und immunhistologische Untersuchungen dienten zum Nachweis von Dopamin produzierenden Neuronen und von Tumorgewebe. Von 91 transplantierten Tieren (18 Eras; 18 MPI1; 20 OS25; 35 HT2) wiesen 52 % eine Tumorbildung auf. Mit 70% zeigte die OS25-Zellinie die höchste Tumorigenität, gefolgt von der HT2-Zellinie (66%) sowie der Eras- und MPI1- Zelllinie (jeweils 28%). Tiere mit TH (Tyrosinhydroxylase)-positiven aber tumorfreien Transplantaten wiesen eine signifikante Verbesserung im Rotarodtest auf (p=0,009). Ebenso zeigten Tiere mit TH-positiven aber tumorfreien Transplantaten eine signifikante Reduktion der Rotationen nach Apomorphingabe im Vergleich zu den Tieren ohne Nachweis von TH (p=0,02). Die gefundene Tumorrate variierte von 28-70%, wobei differenzierte Stammzelllinien höhere Tumorraten aufwiesen als undifferenzierte murine Stammzellen. Eine funktionelle Integration der dopaminergen Neurone war nachweisbar, sofern eine Tumorbildung in den Transplantaten ausblieb. Neben undifferenzierte Stammzellen sind nicht endgültig differenzierte, noch pluripotente Zellen als möglicher Ursprung von Tumorgewebe anzunehmen. Die Identifikation, Charakterisierung und Eliminierung dieser Zellen scheinen für eine ausreichende Tumorreduktion und die klinische Anwendung der Stammzell- basierenden Zellersatztherapie unabdingbar.