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Fragestellung: Der klinische Wert humaner Mesenchymaler Stammzellen (MSCs) beruht nicht nur auf ihrer Fähigkeit Zellen des passiven Bewegungsapparates regenerieren zu können, sondern auch auf ihren immunmodulatorischen Eigenschaften: MSCs können sowohl anti-inflammatorische, Wundheilungs-fördernde, als auch pro-inflammatorische Eigenschaften ausbilden. Die Mechanismen, die die Polarisation von MSCs hin zu einem pro- oder anti-inflammatorischen Phänotyp bewirken sind bis dato weitestgehend unverstanden. Um das immunmodulatorische Potential von MSCs für den klinischen Einsatz voll ausschöpfen zu können ist jedoch ein Verständnis dieser molekularen Mechanismen unabdingbar. In diesem Kontext untersucht unsere Arbeitsgruppe die Funktion des Oberflächenmoleküls CD24 auf MSCs.

Methodik: MSCs wurden aus Beckenkammpunktaten durch Dichtegradientenzentrifugation und Plastikadhäsion aufgereinigt. Nach routinemäßiger Qualitätskontrolle durch Differenzierungsassays und Oberflächenantigentypisierung wurden die Zellen mit verschiedenen Zytokinen, Pathogen-assoziierten molekularen Mustern (PAMPs), sowie Wachstumsfaktoren stimuliert und die Expression und zelluläre Lokalisation von CD24 mittels qRT-PCR, Immunzytochemie und Durchflusszytometrie analysiert. In weiteren Experimenten wurde CD24 mittels lentiviraler Transduktion in den Zellen entweder überexprimiert oder shRNA-vermittelt herunterreguliert (Knockdown) und anschließend das Transkriptom der Zellen im Vergleich zu entsprechenden Kontrollzellen mittels Microarray analysiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Stimulation von MSCs, sowohl mit dem synthetischen PAMP poly I:C als auch mit dem Zytokin Interferon-gamma, bewirkte eine starke Herunterregulation der CD24-Expression in MSCs. Andersherum kam es nach Stimulation mit transforming growth factor beta1 (TGF beta1) oder TGF beta3 zu einer vermehrten mRNA Expression und zu einer erhöhten Membranständigkeit von CD24. Der Knockdown von CD24 hatte die Heraufregulation Interferon induzierbarer, pro inflammatorischer Gene zur Folge. Die Überexpression von CD24 führte dagegen zu der Induktion von Myofibroblasten-Markergenen und bewirkte in den MSCs die Ausprägung eines ähnlichen Genexpressionsmusters wie die Stimulation mit TGF beta3.

Aus den gewonnen Daten lässt sich ableiten, dass über die Expressionsregulation von CD24 sowohl auf die Ausbildung des pro inflammatorischen Phänotyps als auch auf die Differenzierung hin zu wundheilungsfördernden Myofibroblasten Einfluss genommen werden kann. Diese Ergebnisse zeigen erstmals, dass das Protein CD24 in MSCs eine wichtige immunmodulatorische Schaltstellung innehat und dass über die Modulation der CD24-Expression die immunmodulatorischen Eigenschaften von MSCs gezielt beeinflusst werden können.