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Humane mesenchymale Stammzellen (hMSC) haben in den vergangenen Jahren auf-grund ihres potenziellen Einsatzes in der regenerativen Medizin sowie in der Prävention und Behandlung diverser Krankheiten ein großes wissenschaftliches Interesse geweckt. Einen wichtigen Aspekt stellt in diesem Zusammenhang die Regulation von Stammzell-funktionen durch Signalwege wie beispielsweise den Wnt/β-Catenin-Signaltransduk-tionsweg dar. Während am Signalweg beteiligte Komponenten und Teilfunktionen bereits beschrieben sind, existieren bezüglich der Initiation der Signaltransduktion an der Zelloberfläche auf Rezeptorebene lediglich rudimentäre Kenntnisse. Vor diesem Hintergrund wurde in dieser Arbeit die molekulare Funktion der Wnt-Ko-rezeptoren LRP5 und LRP6 (low-density lipoprotein receptor-related protein) im Wnt/β-Catenin-Signalweg von hMSC genauer untersucht. Für die spezifische Quantifizierung β-Catenin-abhängiger Transkriptionsprozesse wurde zunächst ein TCF/LEF-Reportergen-System in hMSC etabliert. In diesem System erfolgt die Expression des Reporterproteins erst nach Translokation von β-Catenin in den Zellkern und dessen Assoziation mit Transkriptionsfaktoren der TCF/LEF-Familie. Im Vergleich mit dem konventionellen TOP/FOP-Flash-Reportergen-System zeigte das TCF/LEF-Reportergen-System eine deutlich höhere Sensitivität. Mittels vergleichender Studien zur molekularen Funktion von LRP5 und LRP6, die neben der RNA-Interferenz (RNAi)-basierten Technologie auch Überexpressionsstudien und Rescue-Experimente beinhalteten, konnte eindeutig gezeigt werden, dass LRP6 eine entscheidende Rolle in der β-Catenin-vermittelten Signaltransduktion von hMSC übernimmt. Nach Applikation von Wnt-3a führte RNAi gegen LRP6 zu einer starken Ab-nahme der Wnt/β-Catenin-Signaltransduktion, wohingegen der Knockdown von LRP5 keine Veränderung zeigte. In einem umgekehrten Ansatz resultierte die Überexpression von LRP6 in einer starken Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Weges, während die Über-expression von LRP5 keinen nachhaltigen Einfluss zeigte. Darüber hinaus führte in LRP6 -Knockdown-hMSC die Überexpression von LRP6 – jedoch nicht die von LRP5 – zur Rekonstitution der Wnt-3a-induzierten, β-Catenin-vermittelten Signaltransduktion. Diese Daten weisen LRP6 als den Hauptrezeptor für die Wnt-3a/β-Catenin-vermittelte Signaltransduktion in hMSC aus, wobei diese Funktion nicht durch LRP5 ersetzt werden kann. Da der Wnt/β-Catenin-Signalweg eng mit Differenzierungsprozessen assoziiert ist, wurde in diesem Kontext die Bedeutung der Wnt-Korezeptoren in hMSC evaluiert. Nach Knockdown von LRP6 war eine Differenzierung in die adipogene Richtung zu beobachten, die mit der Bildung fettähnlicher Vakuolen und einer erhöhten Expression des Transkriptionsfaktors PPAR-γ (Peroxisom-Proliferator-aktivierter Rezeptor-γ) assoziiert war. Unter dem Einsatz adipogener Zusätze konnte die Differenzierung von LRP6-Knockdown-hMSC in fettähnliche Zellen weiter verstärkt werden, was mit einer deutlich gesteigerten Akkumulation von Fettvakuolen sowie einer weiteren Erhöhung der PPAR-γ Expression einherging. Interessanterweise resultierte die Überexpression von LRP6 in diesen fettähnlichen Zellen in einer Zunahme der Wnt/β-Catenin-Signaltransduktion mit einer gleichzeitigen Abnahme der Expression von PPAR-γ. Zusammenfassend zeigen diese Erkenntnisse, dass LRP6 nicht nur in der Wnt-3a-induzierten, β-Catenin-vermittelten Signaltransduktion von hMSC eine tragende Rolle spielt, sondern auch für die Suppression der Differenzierung von hMSC in die adipogene Linie und damit für die Aufrechterhaltung des Stammzellcharakters entscheidend ist. Somit stellt der Wnt-Korezeptor LRP6 ein vielversprechendes Ziel zur therapeutischen Manipulation von hMSC in zukünftigen klinischen Anwendungen, wie z.B. der regenerativen und präventiven Medizin, dar.

Die Rekrutierung von Zellen ist ein komplexer, in mehreren Schritten ablaufender Mechanismus, der eine zentrale Bedeutung für zahlreiche biologische Prozesse, wie z.B. Entzündung, Transplantatabstoßung, Tumormetastasierung und Stammzell¬migration hat. Die Migration von Zellen aus dem Blutstrom oder einem Reservoir in ein Zielgewebe bzw. Zielorgan und umgekehrt wird durch zahlreiche spezifische und unspezifische Reize ausgelöst und orchestriert. Dies erfolgt zu einem großen Teil durch von Chemokinen regulierte Mechanismen. Chemokine sind chemotaktische Zytokine, welche an spezifische auf der Zelloberfläche exprimierte Chemokinrezeptoren (CCR) binden. Zellen mit entsprechenden Chemokinrezeptoren wandern entlang eines Chemokingradienten zum jeweiligen Ziel, z.B. einem Entzündungsherd oder einem Zielorgan. Erstes Ziel dieser Arbeit war die Analyse der Chemokinrezeptorexpression im kutanen T-Zell Lymphom (CTCL), einem Non-Hogkin-Lymphom mit primärer kutaner Manifestation. Der Nachweis von Chemokinrezeptoren erfolgte in vitro mit der Polymerasekettenreaktion (PCR), der Durchflusszytometrie und mit Migrations-versuchen. Der Chemokinrezeptornachweis auf Hautschnitten von CTCL-Patienten erfolgte mit der Immunhistochemie. Erstmals konnte der hautassoziierte Chemokinrezeptor CCR10 im Rahmen des CTCL nachgewiesen werden. Außerdem gelang der Nachweis der Chemokinrezeptoren CCR4, CCR7 und CXCR3 in Hautschnitten und Lymphknotenbiopsien. CXCR3 wurde erstmals im Sezary Syndrom, einer fortgeschrittenen und aggressiven CTCL-Unterform, beschrieben. In der Immunhistochemie wurde die stärkste CCR10-Expression in Sezary Syndrom-Hautschnitten festgestellt. In Biopsien von befallenen Lymphknoten zeigte sich ein auffälliges CCR10-Verteilungsmuster: CCR10-positive Zellen wurden im Lymphsinus nachgewiesen, drangen aber nur vereinzelt in den Lymphknoten ein. In peripheren, nicht-kutanen Lymphomen wurde CCR10 nicht nachgewiesen und ist somit vermutlich exklusiv auf dem primär kutanen CTCL exprimiert. Es ist davon auszugehen, dass CCR10 den Epidermotropismus vor allem in aggressiveren Stadien reguliert. Die Bedeutung von CCR10 für die lymphatische Metastasierung des CTCL ist noch nicht geklärt. CCR10 könnte in der Zukunft als Faktor für die klinische Einstufung des CTCL oder als Ziel für eine gezielte Tumortherapie dienen. Die gezielte Tumortherapie ist u.a. mit Chemokinantagonisten möglich. Sie erlauben die gezielte Beeinflussung der chemokingesteuerten Rekrutierung von Leukozyten, Stammzellen oder Tumorzellen. Deshalb wurde ein membranbindender Antagonist des Chemokins CCL5, als potentielles Agens für die lokale Therapie von Tumoren oder von Transplantatabstoßungen, generiert. Das Chemokin CCL5 und seine Rezeptoren spielen in der akuten Transplantatabstoßung und in der Tumorprogression, z.B. im Mammakarzinom, eine zentrale Rolle. Der CCL5-Antagonist Met-RANTES inhibiert in Transplantatabstoßungsmodellen die Rekrutierung von Leukozyten. Der akute Entzündungsprozess und der daraus resultierende chronische Gefäßschäden werden so vermindert. Auch in einem Tumormodell ist ein Effekt auf die lokale Tumorprogression wahrscheinlich. Der in dieser Arbeit hergestellte CCL5-Antagonist Met-RANTES(Dimer)-GPI soll eine lokale Therapie ohne systemische Nebenwirkungen ermöglichen. Durch die erstmals beschriebene Bindung eines Chemokins oder Chemokinderivats an einen Glykosylinositolphosphatidyl (GPI)-Anker soll der Antagonist effektiv in die Zellmembranen von Endothelzellen inkorporiert werden, länger auf dem Endothel verbleiben und die benötigte Proteinmenge vermindern. Zunächst wurde durch die Erweiterung des signalgebenden N-Terminus von CCL5 der CCL5-Antagonist Met-RANTES generiert. Ein Aminosäureaustausch erzeugte ein dimerisierendes Molekül, welches einfacher als die zur Polymerisierung neigende Wildform zu isolieren war. Das Protein wurde mit der PCR mit einem GPI-Anker fusioniert und in Chinese Hamster Ovary (CHO)-Zellen subkloniert. Met-RANTES(Dimer)-GPI wurde erfolgreich aus den CHO-Zellen isoliert und mit der Säulenchromatographie gereinigt. In in vitro-Versuchen wurde Met-RANTES(Dimer)-GPI effektiv in die Oberfläche von humanen Endothelzellen reinkorporiert und hemmte die transendotheliale Migration von Monozyten, welche bei der Transplantat¬abstoßung und bei der Tumorprogression eine wichtige Rolle spielen. Mit Met-RANTES(Dimer)-GPI präperfundierte Transplantate zeigen möglicherweise einen geringeren vaskulären Schaden bei der akuten Transplantatabstoßungsreaktion. Im Tumormodell soll eine Hemmung der Tumorinfiltration durch Monozyten, welche eine beschleunigte Tumorprogression verursachen, erreicht werden. Im Vergleich zu nicht GPI-gebundenen CCL5-Antagonisten würde eine lokale fokussierte Therapie ermöglicht und eine eventuell geringere zu applizierende Proteinmenge bei längerer Verweildauer erzielt. Die Ergebnisse dieser Arbeit erlauben zunächst einen genaueren Einblick in die Pathogenese des CTCL. Der Chemokinrezeptor CCR7 wird vor allem von fortgeschrittenen Formen mit lymphatischer Infiltration exprimiert. CCR10 wird erstmals im Zusammenhang mit dem CTCL beschrieben und vor allem von fortgeschrittenen Unterformen exprimiert. Desweiteren wurde ein membranbindender Chemokinantagonist hergestellt. Erstmals wird die Kombination eines Chemokins oder Chemokinderivats mit einem GPI-Anker beschrieben. Der Antagonist erlaubt eine hohe lokale Applikation ohne systemische Zirkulation des Agens. Mögliche Einsatzgebiete sind die gezielte Tumortherapie oder die Behandlung der Transplantatabstoßung.

Maligne Lymphomerkrankungen stellen lebensgefährliche Krankheitsbilder dar. Auch wenn mit der ersten Therapie nach Diagnosestellung bis zu 50 % der Patienten geheilt werden können. Patienten mit Rezidiverkrankungen haben eine deutlich niedrigere Überlebensrate. Daher kommen bei diesen Patienten, auch in der Ära der monoklonalen Antikörper, intensivere Therapieformen wie die PBSCT zum Einsatz, um die Überlebensraten zu erhöhen. Seit den ersten Transplantationen von PBPC bei Menschen in den Jahren 1985 und 1986, und damit dem Beweis der Durchführbarkeit dieser Therapieform, haben sich die Forschungsziele rasch geändert (Körbling et al., 1985); (Kessinger et al., 1986); (Juttner et al., 1985). Wenn auch keine Verbesserung der Überlebenszeiten im Vergleich zur ABMT nach¬gewiesen werden konnte, waren die klinischen und finanziellen Vorteile der PBSCT für die weitere Verbreitung Ausschlag gebend. Somit rückten die Einflüsse auf die Mobilisation, die Apherese und die Transplantation selbst in den Mittelpunkt des Interesses. In dieser Arbeit wurde vor allem die Auswirkung der zytostatischen Vortherapie auf die Mobilisation der PBPC untersucht. Aber es wurden auch andere, zumeist patientenunabhängige Parameter bezüglich ihres Einflusses auf die PBPC sowie die Beurteilung des Mobilisierungsschemas hinsichtlich Verträglichkeit und Ausschwemmung von BPC, analysiert. Die Untersuchung des Salvageschemas IEV mit Ifosfamid, Etoposid und Epirubicin ergab sehr gute Ergebnisse hinsichtlich der Mobilisierung von PBPC und der Aktivität gegenüber den Tumorzellen. Es wurden 37 Patienten evaluiert. Vier Patienten hatten ein T-Zell-Lymphom, acht ein centroblastisches NHL, vier Patienten hatten ein centroblastisches NHL nach Transformation aus einem centroblastisch/centrocytischem NHL, zwölf Patienten hatten centroblastisch/centrocytische NHL, vier Patienten hatten ein centrocytisches NHL, ein Patient hatte ein lymphocytisches NHL, zwei Patienten ein Plasmozytom und zwei waren am M. Hodgkin erkrankt. 14 Prozent der Patienten, d.h. fünf Patienten erreichten nach dem IEV-Schema eine komplette und 68 Prozent, d.h. 25 von 37 Patienten, eine partielle Remission.. Dies bedeutet eine Ansprechrate von 82 Prozent was 30 Patienten entspricht. Bei 7 Patienten, d.h. 18 Prozent wurde eine Progression festgestellt. Nur ein Patient verfehlte die vorgegebene Mindestanzahl an PBPC nach Mobilisierung mit IEV. Trotzdem konnte dieser Patient erfolgreich transplantiert werden und überlebte mindestens 51 Monate. In 29 % der Fälle mußte die IEV-Dosis reduziert werden, was die hämatologische Toxizität von 77% verdeutlicht. Von den fünf Todesfällen, was 12 Prozent der Patienten entspricht, verstarben vier der Patienten an den Folgen der Tumorprogression und ein Patient an einer Sepsis. Aufgrund der hohen Rate an Todesfällen sollte eine Dosisreduktion des IEV-Schemas vor allem bei Patienten über 60 Jahren erfolgen. Der signifikante Zusammenhang zwischen Überlebenszeit nach der Transplantation und der Anzahl der PBPC belegt die Wichtigkeit der Einflußfaktoren auf die Stammzellmobilisierung . Statistisch signifikante Zusammenhänge konnten wir in Bezug auf den zeitlichen Abstand zur Erstdiagnose sowie zur letzten Chemotherapie vor Salvagetherapie beobachten. Je größer die zeitlichen Abstände waren, umso höher war die Anzahl der PBPC. In Bezug auf die Vortherapie zeigten sich für Vincristin, Cyclophosphamid und Ifosfamid signifikante Korrelationen. Cyclophosphamid und eventuell auch Vincristin als Vortherapie verminderten die Stammzell¬ausbeute. Patienten, mit Ifosfamidgabe in der Anamnese, erzielten, sogar dosisbezogen, signifikant mehr PBPC als Patienten ohne diese Vortherapie. Tendenzielle Zusammenhänge konnten wir bei dem Geschlecht, Knochenmarksbefall, Stadium der Erkrankung, der Diagnose sowie vorheriger Bestrahlung und Gabe von Methotrexat erkennen. Männer erzielten eine doppelt so hohe Mobilisierung von CFU-GM als die Frauen unserer Studie. Auch Patienten mit Knochenmarksbefall wiesen tendenziell niedrigere Ergebnisse an PBPC auf als die ohne Knochenmarksbefall. Bei Erkrankten mit niedrigem Ann Arbor Stadium (A im Rezidiv bis B) konnten wir ebenfalls mehr als doppelt so hohe periphere BPC feststellen als bei Erkrankten mit fortgeschrittenem Tumorleiden (VA und B). Patienten mit niedrigmalignen Non-Hodgkin-Lymphomen erzielten weniger PBPC als jene mit M.Hodgkin, Plasmozytom oder hochmalignen NHL. Auch die Patienten, die eine Bestrahlung in der Vortherapie erhalten hatten, erreichten im Vergleich mit Patienten, die keine Bestrahlung erhalten hatten, weniger als die Hälfte an PBPC. Patienten nach Methotrexatgabe wiesen von der Tendenz her mehr PBPC auf als jene ohne anamnestische Methotrexatgabe. In Bezug auf das Alter, Überleben, Anzahl der Rezidive und Höhe der Laktatdehydrogenase des Patienten konnten wir keine Beziehungen zwischen der Anzahl der PBPC und den untersuchten Parametern erkennen. Auch die, vor der Salvagetherapie verabreichten Anzahl der Chemotherapieschemata oder der Chemotherapiezyklen sowie die Gabe und Dosis an Adriamycin, Procarbazin, Mitoxantron, Melphalan, Chlorambucil, Bleomycin und Etoposid hatten keinen Einfluß.