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Transplantation embryonaler Stammzellen nach experimentellem Schädel-Hirn-Trauma
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Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Fragestellung
Durch ein Schädel-Hirn-Trauma (SHT) kommt es zum Verlust von Gehirnzellen, dieser ist mit kognitiven, als auch motorischen Behinderungen, je nach Ort und Größe der Läsion assoziiert. Als neuer, kurativer Therapieansatz könnte der Ersatz von geschädigten/toten Zellen durch neu hinzugefügte, embryonale Stammzellen überlegt werden. Mit dieser Untersuchung werden erstmalig die Überlebens- und Migrationseigenschaften von embryonalen Stammzellen nach Transplantation in das traumatisch geschädigte ZNS und deren therapeutisches Potential auf Motorfunktion, sensomotorische sowie kognitive Funktionen analysiert.
Methoden
Männliche Sprague-Dawley Ratten wurden einem SHT mittels "Fluid-Percussion" (FP, 2.4 atm) unterzogen. 72 Stunden danach erhielten die verletzten Tiere 1x108 Stammzellen (1.0ml Zellsuspension, n=8). Die Vergleichsgruppe (Placebo) erhielt 1.0ml Trägerlösung PBS (n=3) mittels stereotaktischer Injektion in den verletzten Kortex (AP:-3.6/ ML:5.5/ DV:-3.2 von bregma). Zudem erhielten alle Tiere für 14 Tage, tägliche Injektionen von 10 mg/Kg CsA. Funktionsprüfungen erfolgten vor der Transplantation sowie nach 1,3 und 6 Wochen danach, mittels Rotarod Test, Composite Neuroscore und Sticky Paper Test. 6 Wochen nach Transplantation wurden die Tiere für die histologische Aufarbeitung perfundiert. Bei einer Untergruppe n=4 Tiere, erhielten diese 72 Stunden nach SHT stereotaktische, kortikale Injektionen in den verletzten, als auch den gegenüberliegenden, gesunden Kortex, diese wurde dann 6 Tage nach Transplantation für die histologische Analyse perfundiert. Zur Transplantation wurden murine, emryonale Stammzellen, die GFP (Green-Fluoresic-Protein) unter der Kontrolle des Aktinpromotors exprimieren eingesetzt. Das Überleben der Zelltransplantate wurde durch direkte Fluoreszenzmikroskopie und durch immunhistochemische Antikörperfärbungen gegen GFAP untersucht.
Ergebnisse
Zu allen Zeitpunkten 6 Tage und 6 Wochen nach Transplantation sind transplantierte Stammzellen nachweisbar. Nach 6 Tagen sind die Stammzellen in Clusterform sowohl in der gesunden Hemisphäre als auch in der geschädigten Hemisphäre nachweisbar. Eine Migration, sowie eine morphologische Differenzierung lassen sich nicht zeigen. Nach 6 Wochen ist die Clusterform aufgehoben und die Zellen migrieren entlag dem verletzten Gehirnareal. Über kurative Eigenschaften der Stammzellen nach Transplantation lassen sich zur Zeit, da derzeit noch Verhaltensuntersuchungen durchgeführt werden, noch keine Aussagen machen.
Schlussfolgerungen
Undifferenzierte, embryonale Stammzellen können bis zu sechs Wochen nach der Transplantation im traumatisch geschädigten ZNS überleben. Nach 6 Tagen zeigt sich kein Migrationsverhalten der Stammzellen. Nach 6 Wochen ist eine Migration der Zellen entlang der Verletzung erkennbar. Aussagen über den Einfluss der Stammzellen auf neurologische Funktionen ist derzeit noch nicht, aber in naher Zukunft, möglich.