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Makroverkapselte Inseln in hydroxymethylierten Polysulfonkapillaren exprimieren Vascular Endothelial Growth Factor und zeigen eine verlängerte Transplantatfunktion
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Veröffentlicht: | 7. Oktober 2004 |
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Gliederung
Text
Einleitung
Die Transplantation makroverkapselter Inseln soll den Organersatz beim Typ1-Diabetes ermöglichen, ohne daß eine lebenslange Immunsuppression erforderlich ist. Dabei verhindern die protektiven Kapselmembranen nicht nur den Durchtritt von immunkompetenten Zellen und Antikörpern, sondern können auch zu einer Mangelversorgung der Inseln mit Sauerstoff und Nährstoffen führen, insbesondere wenn kein direkter Blutkontakt besteht. Ziel dieser Studie war die in vitro und in vivo Untersuchung von hydroxymethylierten Polysulfon-Kapillaren (Cut-Off 50 kD), die für den Einbau in ein Makrodevice mit Gefäßanschluß entwickelt wurden, als isolierte Diffusions-Kammern zur Prüfung ihrer Diffusionseigenschaften und Biokompatibilität nach syngener Transplantation in die freie Bauchhöhle.
Material und Methoden
Es wurden je 800 von jeweils 3 Spendertieren (N=24) gewonnene makroverkapselte Ratteninseln intraperitoneal in Streptozotozin-diabetische Lewis-Ratten (CRL) transplantiert, wobei als Kontrolle mit leeren Kapillaren transplantierte, ebenfalls diabetische Tiere dienten (45 mg/kg KG STZ, N=8). Die verkapselten Inseln hatten in vitro eine nahezu identische Insulinsekretion unter Glucose-Stimulation gezeigt wie unverkapselte Kontrollen (AUC 90 min: 106±26 ng/ml gegenüber 115±21 ng/ml). Gleichzeitig wurden unter Zellkulturbedingungen inkubierte, mit Inseln gefüllte Kapillaren auf ihre Insulin- und VEGF-Sekretion in vitro geprüft (Vascular Endothelial Growth Factor, gemessen durch ELISA Quantikine M, R&D Diagnostics, Wiebaden).
Ergebnisse
Während in Zellkultur die Insulinsekretion bei den verkapselten Inseln nach 6 Tagen sistierte (24,4±6,5ng/ml gegenüber 316,9±106,1ng/ml bei unverkapselten Inseln), bewirkten die implantierten Inseln trotz Makroverkapselung eine signifikante Senkung der Blutglukose über vier Wochen (19,0±1,7mM gegenüber 29,4±1,3mM in der mit leeren Kapillaren transplantierten Kontrollgruppe). Die danach explantierten Kapillaren wiesen eine unbeschädigte Wand auf und enthielten strukturell intakte Inseln ohne anderweitig hinzugekommenes Zellmaterial. Sie waren im Gegensatz zu den leeren Kapillaren von außen von lockerem Bindegewebe des großen Netzes umgeben mit einer Vielzahl von adhärenten Blutgefäßen. Die daraufhin in vitro durchgeführten VEGF-Messungen zeigten keine Expression zu Beginn der Zellkultur, dann jedoch eine zunehmende Freisetzung bis zum Tag drei, die mit der verwendeten Inselmenge korrelierte.
Schlussfolgerung
Mit hydroxymethylierten Polysulfonmembranen makroverkapselte, in die freie Bauchhöhle transplantierte Inseln zeigen im Gegensatz zur Zellkultur eine endokrine Langzeitfunktion, ohne daß im gewählten Tiermodell ein direkter Blutkontakt bestand. Die VEGF-Expression spricht dabei für eine von den verkapselten Inseln ausgehende Stimulation der Angiogenese, die bei Verwendung leerer Kapseln nicht beobachtet wurde und einen wichtigen Aspekt für die weitere Entwicklung immunprotektiver Membranen darstellt.