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Fragestellung: Endotheliale Progenitorzellen sind zelluläre Schlüsseleffektoren für die postnatale Neovaskularisation zeigen aber eine verminderte Zirkulation bei Patienten mit arterieller Minderperfusion. Die intramuskuläre Applikation von endothelialen Progenitorezellen konnte im murinen Ischämie-Extremitätenmodell eine signifikante Steigerung der Vaskularisation durch Neoangiogenese bewirken. Jedoch ist die Gewinnung einer homogenen Progentiorzellkultur nur durch in vitro Expansion mit vorheriger Fluoreszenz aktivierter Zellsortierung (FACS) möglich. In der vorliegenden Studie untersuchten wir das angiogenetische Potential von humanen Stammzellen aus dem Fettgewebe (ASCs), die in einer hohen Quantität in kurzer Zeit gewonnen werden können. Ausserdem wurde die Rolle von PDGF und bFGF in der endothelialen Differenzierung von ASCs untersucht.

Methodik: Humane adulte Stammzellen wurden aus Lipoaspiratgewebe extrahiert und das Differenzierungspotential in vitro untersucht durch Kultivierung in adipogenem, osteogenem und neurogenem Induktionsmedium. Um das endotheliale Transdifferenzierungspotential morphologisch zu untersuchen, wurden frisch extrahierte Stammzellen auf Matrigel kultiviert (tube-formation assay). Um den Einfluss von PDGF und bFGF zu untersuchen, wurden ASCs im tube-formation assay zusätzlich mit Antikörper gegen entsprechende Rezeptoren oder neutralizierende Antikörper (PDGF-Rα, PDGF-Rβ, bFGF) inkubiert. Nach 18 h erfolgte die mikroskopische Auswertung durch Bestimmung der Zahl und Länge der gebildeten endothelialen Formationen. Desweiteren wurde RNA von ASCs und dermalen microvascular endothelial cells (DMVC) extrahiert und mittels quantitative real-time PCR Analyse verglichen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Stammzellen aus dem Fettgewebe zeigten Adipogenese, Osteogenese und Neurogenese nach 3 Wochen Inkubation in dem entsprechenden Induktionmedium. Frisch isolierte ASCs zeigten morphologische eine endotheliale Differenzierung bei Kultivierung auf Matrigel. Bei Zugabe von Antikörper gegen den PDGF beta Rezeptor und neutralisierende bFGF Antikörper bildeten sich signifikant weniger endotheliale Formationen (p< 0.0001). Dies konnte nicht für Antikörper gegen den PDGF alpha Rezeptor gezeigt werden. Die relative Expression von PDGF beta Rezeptor von ASCs war signifikant höher im Vergleich zu DMVC.

In der vorliegenden Studie konnten wir demonstrieren das frisch extrahierte ASCs 1.) ein multipotentes Differenzierungspotential besitzen, 2.) endotheliale Formation bilden können und 3.) PDGF Rezeptor beta und bFGF eine entscheidende Rolle in der endothelialen Transdifferenzierung einnehmen. Die Verbesserung der peripheren Blutzirkulation durch lokale Angiogenese ist eine Schlüsselkomponente in der Entwicklung neuer Therapieansätze in der Behandlung von chronischen Wunden. ASCs sind aufgrund ihrer Eigenschaften, der einfachen Gewinnung in einer hohen Quantität eine alternative Quelle für die lokale Stammzellapplikation der unteren Extremität zur Verbesserung der Angiogenese.