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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Verbesserte osteogene Differenzierung „alter“ Ad-MSCs durch epigenetische Modifikation

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Xueying Yan - Eberhard-Karls-Universität Tübingen, BG Unfallklinik Tübingen, Germany
  • Sabrina Ehnert - Eberhard-Karls-Universität Tübingen, BG Unfallklinik Tübingen, Tübingen, Germany
  • Mihaela Culmes - TU München, Klinikum rechts der Isar, Gefäßchirurgie, München, Germany
  • Paul De Soussa - Scottish Centre for Regenerative Medicine, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom
  • Ulrich Stöckle - Eberhard-Karls-Universität Tübingen, BG Unfallklinik Tübingen, Tübingen, Germany
  • Andreas Nüssler - Eberhard-Karls-Universität Tübingen, BG Unfallklinik Tübingen, Tübingen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocPO12-555

doi: 10.3205/12dkou521, urn:nbn:de:0183-12dkou5211

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Yan et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Mesenchymale Stammzellen aus Fettgewebe (Ad-MSCs) ist eine neue mögliche Quelle für therapeutische Stammzelltransplantation. In Vorversuchen konnten wir zeigen, dass mit zunehmendem Alter des Spenders, die Pluripotenz der Ad-MSCs abnahm, was einher ging mit einer reduzierten biologischen Funktion nach osteogener Differenzierung. Deshalb war das Ziel der vorliegenden Studie, ob epigenetische Enzyminhibitoren wie 5-Azacytidine (AZA) und BIX01294 (BIX) die Pluripotenz „älterer“ AdMSCs erhöht und somit die osteogenen Funktionen nach Differenzierung verbessern.Ferner wollten wir herausfinden ob Tet Gene, welche scheinbar eine wichtige Rolle für die Pluripotenz haben sich unter AZA und BIX verändern.

Methodik: Ad-MSCs wurden aus abdominalen Fettgewebe entsprechend den Ethikrichtlinien der TU München und der Eberhard-Karls Universität Tübingen, isoliert. Die Spender wurden in zwei Altersgruppen (<45 Jahre und >60 Jahre) eingeteilt. Ad-MSCs von allen Spendern wurden mit AZA (5, 20 µmol/L) und BIX (0.1, 0.2 µmol/L) über 24 und 48h inkubiert. Danach wurde die genomische DNA Methylation und 5-mC/5-hmC Expression analysiert. Weiter wurde die Tet-Expression (Tet1, 2, 3) sowie die Pluripotenzmarker Nanog, Sox2, Oct4, KLF4 und C-Myc mittels mRNA gemessen. Darüber hinaus wurden AdMSCs nach AZA & BIX Behandlung osteogen differenziert und deren biologische Funktionen (alkalische Phosphatase Aktivität, von Kossa sowie Alizarin Rot Färbung) mit unbehandelten Zellen an 7, 14 & 21 der Differenzierung verglichen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Durch die AZA/ BIX Behandlung sinkt die genomische DNA Methylierung um 30%, respektive 60% signifikant im Vergleich zu unbehandelten Zellen insbesondere jedoch bei >60-jährigen Spendern. Die genomische 5-hmC Verteilung wurde sowohl nach 48h AZA und BIX Inkubation gesteigert was einherging mit der Expression von TET 1, 2 & 3. Besonders bemerkenswert war, dass eine AZA-Inkubation bei alten Spendern nur TET-2 und TET-3 hochreguliert hat während bei unter 45-jährigen sowohl TET-1, -2 und TET-3 vor allem durch BIX-Inkubation Dosis- & zeitabhängig Hochreguliert wurden. AZA/BIX Stimulierung führte ebenfalls zu einer signifikanten Erhöhung der Pluripotenzmarker Nanog, Oct4 und c-Myc, p<0.05 vs. unbehandelten Kontrollen bei den >60-jährigen. Nach osteogener Differenzierung verbesserten sich die AP Aktivität und es wurde eine erhöhte von Kossa und Allizarin Rot Färbungen in mit AZA/BIX vorbehandelten Zellen vor allem bei >60-jährigen gemessen.

AdMSCs könnten als eine alternative zu verschiedenen Zelltherapien wie iPS oder ES dienen, da sie ein geringeres gesundheitliches Risiko haben. Darüber hinaus können auch ältere Zellen für einen autologen Ansatz verwendet werden, was mittels epigenetischer Modifikation möglich ist.