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126. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

28.04. - 01.05.2009, München

Motorneurone differenziert aus embryonalen Stammzellen bilden neuromuskuläre Endplatten In Vitro und verbessern die funktionelle motorische Regeneration In Vivo

Meeting Abstract

  • corresponding author A. Gröger - Plastic Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA
  • T. Kubo - Plastic Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA
  • M.A. Randolph - Plastic Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA
  • J.M. Winograd - Plastic Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA
  • N. Pallua - Klinik für Plastische Chirurgie, Hand und Verbrennungschirurgie, Universitätsklinikum Aachen, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 126. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. München, 28.04.-01.05.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09dgch11421

DOI: 10.3205/09dgch116, URN: urn:nbn:de:0183-09dgch1168

Veröffentlicht: 23. April 2009

© 2009 Gröger et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Muskelatrophie nach Denervierung stellt ein schwerwiegendes Problem dar. Vorarbeiten zeigten, dass mit der Transplantation von Motorneuronen (MN) differenziert aus embryonalen Stammzellen die Muskelatrophie bis zu 7 Tage nach Denervierung verhindert werden kann. Um diesen Mechanismus näher zu untersuchen, wurden die funktionellen Eigenschaften von MN in vitro analysiert. Weiterhin wurde der Einfluss der verzögerten MN- Transplantation in vivo, sowie der Effekt der MN- Transplantation kombiniert mit gleichzeitiger Nervenkoaptation in Hinblick auf die motorische Regeneration untersucht.

Material und Methoden: GFP/HB9 embryonalen Stammzellen aus der Maus wurden zu Motorneuronen differenziert. Eine Co-kultur mit Myoblasten und MN wurden etabliert. Die Bildung von neuromuskulären Endplatten wurde mit prä- und postsynaptischen Markern in vitro überprüft. Im Nacktmausmodell wurde der N. tibialis durchtrennt und MN im Anschluss oder 3 Wochen nach Denervierung in den M. Gastrocnemius injiziert. Quantitative und histologische Auswertungen des M. Gastocnemius wurden nach 7 und 21 Tagen durchgeführt. In einem weiteren Versuch wurde der N. Tibialis unmittelbar nach Durchtrennung mikrochirurgisch koaptiert und MN in den M. Gastrocnemius transplantiert. Der Effekt der Zelltransplantation in Hinblick auf die motorische Regeneration wurde mit Laufbandanalysen (Walking Track) untersucht.

Ergebnisse: GFP/HB9 embryonalen Stammzellen wurden zu GFP+ MN differenziert. Die Co-Kultur mit MN und Myoblasten führte zur Bildung von neuromuskulären Endplatten mit Expression von synaptischen Markern. Nach Durchtrennung des N. Tibialis ohne Nervenkoaptation, zeigte der M. Gastocnemius mit MN Injektion weniger atrophiert als die Kontrollgruppe mit PBS Injektion nach 7 und 21 Tagen. MN Injektionen 3 Wochen nach Denervierung zeigten keine positiven Effekte im Vergleich zur Kontrolgruppe (PBS). Die funktionell motorische Regeneration war nach Nervenkoaptation des N. Tibialis und MN Transplantation in den M. Gastrocnemius im Walking Track Test signifikant gesteigert im Vergleich zur Kontrollgruppe (PBS Injektion).

Schlussfolgerung: Die Studie bestätigt, dass embryonale Motorneurone in vitro neuromuskulären Endplatten ausbilden können. Die Transplantation von MN verhindert eine Muskelatrophie nach Denervierung. Weiterhin verbessert die Transplantation von MN die motorische Regeneration nach primärer Nervenkoaptation.