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Einleitung: Experimentelle und klinische Studien lassen vermuten daß Vorläuferzellen aus dem Knochenmark eine wichtige Rolle bei der Ausbildung neuer Blutgefäße spielen können. Endotheliale Progenitorzellen (EPC) zeigten dabei besonderes Potential für die therapeutische Angiogenese, z.B. nach experimentellem Myokardinfarkt. Das Ziel der vorliegenden Studie war die Etablierung und Charakterisierung von EPC aus dem Knochenmark der Ratte mit hoher angiogenetischer Potenz um die Vaskularisierung bioartifizieller Gewebe im Tissue Engineering zu fördern.

Material und Methoden: Die mononukleäre Zellfraktion wurde aus dem Knochenmark von Tibia- und Femurknochen von Ratten isoliert und kultiviert. Die Charakterisierung des molekularen Phänotyps erfolgte mittels FACS und PCR Analyse. Die funktionelle Potenz wurde mittels Tube-forming Assays in Matrigel und Fibrin evaluiert. Die Aufnahmekapazität für den Endothelzell-spezifischen Fluoreszenzfarbstoff DiI-Ac-LDL wurde 3 Wochen nach Zell-Isolierung untersucht um die endotheliale Abstammung der EPC zu verifizieren. Die fluoreszenzmarkierten EPC wurden in einer Fibrinmatrix suspendiert und in dem Trennkammermodell der arteriovenösen Gefäßschleife (AV Loop) der Ratte implantiert.

Ergebnisse: Die EPC exxprimierten in charakteristischer Weise CD 146, CD 31 und VEGFR-2, Oberflächenmarker des endothelialen Phänotyps. Sowohl 1 als auch 2 Wochen nach Isolierung bildeten die EPC im Tube-forming Assay sowohl auf Matrigel als auch in Fibrin gefäßartige Strukturen aus und nahmen DiI-Ac-LDL auf, während eine Kontrollzellinie keine dieser EPC-spezifischen Eigenschaften zeigte. EPC konnten dementsprechend mit DiI-Ac-LDL selektiert und für mehr als 3 Wochen detektiert werden. Bei der fluoreszenmikroskopischen Evaluation histologischer Querschnitte 14 Tage nach Implantation im AV Loop-Modell waren die transplantierten EPC zahlreich nachweisbar.

Schlussfolgerung: Wir isolierten primäre EPC aus der Ratte, deren hohes Potential zur Angiogenese durch funktionelle Assays und die Expression Endothelzell-spezifischer Oberflächenmakrer nachgewiesen werden konnte. Darüberhinaus wurde durch Fluoreszenzmarkierung eine selektive Auswahl und Langzeitbeobachtung der Zellen in vitro und in vivo ermöglicht. Dadurch könnten in Zukunft wesentliche Erkenntnisse über die Rolle von EPC bei der in vivo Vaskularisierung von Geweben gewonnen werden.