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Funktionsverbesserung durch die Transplantation embryonaler Stammzellen nach experimentellem Schädel-Hirn-Trauma
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Authors
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P. Riess
- Klinikum Köln-Merheim, Chirurgie, Köln
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M. Maegele
- Klinikum Köln-Merheim, Chirurgie, Köln
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M. Molcanyi
- Medizinische Fakultät der Universität zu Köln, Köln
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C. Carlitschek
- Medizinische Fakultät der Universität zu Köln, Köln
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U. Schäfer
- Medizinische Fakultät der Universität zu Köln, Köln
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A. Schneider
- Medizinische Fakultät der Universität zu Köln, Köln
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M. Hoehn
- Max-Planck Institut für Neurologische Forschung Köln, Köln
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T. Trapp
- Max-Planck Institut für Neurologische Forschung Köln, Köln
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B. Bouillon
- Klinikum Köln-Merheim, Chirurgie, Köln
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J. Hescheler
- Zentrum für Physiologie und Pathophysiologie Institut für Neurophysiologie Universität zu Köln, Köln
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E. Neugebauer
- Medizinische Fakultät der Universität zu Köln, Köln
| Published: | October 19, 2004 |
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Fragestellung
Durch das SHT kommt es zum Verlust von Gehirnzellen. Hierbei sind alle gehirnspezifischen Zellreihen wie Neurone, Astrozyten und Oligodendrozyten betroffen. Der Verlust dieser Zellen ist wiederum mit motorischen Behinderungen, je nach Ort und Größe der Läsion assoziiert. Ein neuer, kurativer Therapieansatz könnte darin bestehen, neurologische Funktionen durch Transplantation von embryonalen Stammzellen zu restituieren.
Methoden
Männliche Sprague- Dawley Ratten erhielten in Narkose eine standardisierte Gehirnverletzung mittels "Fluid-Percussion" (mit einem Anpralldruck von 2.4 atm, n=33). Als sham-Tiere dienten Ratten, welche dem operativen Pocedere ohne Gehirnverletzung ausgesetzt wurden (n=9). 72 Stunden nach dem Trauma erhielten die verletzten Tiere randomisiert entweder 1*10/8 Stammzellen (1.0µl Zellsuspension) oder Trägerlösung (1.0ml ohne Stammzellen, Placebo) in den verletzten Kortex (AP:-3.4/ ML:5.5/ DV:-3.2 von bregma) injiziert . Zur Transplantation wurden murine, embryonale Stammzellen, die GFP (Green-Fluoresic-Protein) unter der Kontrolle des Aktinpromotors exprimieren eingesetzt. Alle Tiere erhielten nach der Transplantation für 14 Tage, tägliche Injektionen von 10 mg/Kg CyclosporinA ip. Vor der Verletzung (Baseline), 24 Stunden nach dem SHT, eine, drei und sechs Wochen nach Transplantation erfolgte die Untersuchung durch verblindete Untersucher mittels standardisierten, wissenschaftlich charakterisierten Motorfunktionsprüfungen. Folgende Funktionsprüfungen wurden durchgeführt: Rotarod Test (Funktionsprüfung des motorischen und vestibulären Systems), Composite Neuroscore (Ansammlung von Funktionstesten zur Untersuchung von motorfunktionellen Reflexbögen) und Sticky Paper Test zur Untersuchung sensorischer und motorischer Defizite.
Das Überleben der Zelltransplantate wurde durch direkte Fluoreszenzmikroskopie und durch immunhistochemische Antikörperfärbungen gegen GFP, 7 Wochen nach Transplantation, untersucht.
Eine Untergruppe von n=4 Tieren, erhielt 72 Stunden nach SHT stereotaktische, kortikale Injektionen in den verletzten, als auch den gegenüberliegenden, gesunden Kortex, diese wurden 6 Tage nach Transplantation für die histologische Analyse perfundiert.
Ergebnisse
Die verletzten Tiere welche Stammzelltransplantationen erhielten zeigen im Vergleich zu den verletzten Placebo-Transplantierten bereits eine Woche nach Injektion eine signifikante Funktionsverbesserung im Rotarod-Test und zusätzlich nach 6 Wochen eine signifikante Verbesserung im Composite Neuroscore Test.
Zudem können die embryonale Stammzellen nach sechs Tagen sowie sieben Wochen nach Transplantation noch nachgewiesen werden.
Schlussfolgerungen
Durch die Transplantation embryonaler Stammzellen nach experimentellem Schädel-Hirn-Trauma kann eine Verbesserung neurologischer Funktionen nachgewiesen werden. Die transplantierten Zellen bleiben über einen längeren Zeitraum nachweisbar.
