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Hintergrund: Tränenflüssigkeitsmangel aufgrund einer Tränendrüseninsuffizienz ist eine der häufigsten Ursachen des Trockenen Auges. In schweren Fällen, aufgrund eines Sjögren-Syndroms, Stevens-Johnson-Syndroms, oder eines okulären, vernarbenden Schleimhautpemphigoids ist die Therapie mit künstlichen Tränen oft nicht ausreichend. Die teils erheblichen Beschwerden der Patienten können nur mangelhaft gelindert werden. Auch das Fortschreiten einer Störung der Augenoberfläche kann häufig nicht aufgehalten werden. Nach einer Hornhauttransplantation kann eine Benetzungsstörung auch zu einer unzureichenden Visusrehabilitation beitragen. Aus Stammzellen künstlich generierte Gewebe oder Organe, die eine tränenähnliche Sekretion gewährleisten können, stellen eine interessante Quelle alternativer Therapiemöglichkeiten bei der Behandlung des Trockenen Auges dar. Um einen tieferen Einblick in das Stammzellnetzwerk von Tränendrüsen erhalten zu können, wurden in dieser Arbeit Tränendrüsen und Isolate aus murinen Tränendrüsen auf das Vorhandensein von Markern für Pluripotenz, Selbsterneuerung und Differenzierung untersucht.

Methoden: Mit einer patentierten Technik durch mechanischen und enzymatischen Verdau konnten teilungsfähige Zellen aus murinen Tränendrüsen isoliert und eine hohe Anzahl von Zellen in vitro generiert und kultiviert werden. Diese mutmaßlichen murinen Tränendrüsenstammzellen konnten als Monolayer-Kulturen und in einem dreidimensionalen System (hängender Tropfen-Ansatz) über viele Passagen vermehrt werden. Mittels RT-PCR, Western-Blot und Immunhistochemie sowie Immunfluoreszenz wurden Pluripotenz- und Differenzierungsmarker nachgewiesen. In hängenden Tropfen kultivierte Zellen wurden zusätzlich mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie untersucht.

Ergebnisse: Die mutmaßlichen Tränendrüsenstammzellen konnten über mehr als 65 Passagen kultiviert werden. Die kultivierten Zellen exprimierten nicht nur Pluripotenzmarker wie Nanog, Sox2, Krüppel-like factor 4 (Klf4) u.a., sondern auch frühe Differenzierungsmarker aller drei Keimblätter (u.a. GATA-4, BMP-4, Pax6). Eine dreidimensionale Kultur dieser Zellen zeigte die Fähigkeit sich in verschiedene Zelltypen differenzieren zu können.

Fazit: Die Ergebnisse zeigen, dass adulte Tränendrüsenstammzellen der Maus erfolgreich isoliert und kultiviert werden können. Die Zellen besitzen die Fähigkeit sich in Zellen aller 3 Keimblätter differenzieren zu können. Die Ergebnisse geben Einblicke in die Tränendrüsenstammzellphysiologie und können als ein weiterer Schritt für die künstliche Erstellung eines Tränendrüsenmodells angesehen werden. Möglicherweise ergeben sich hieraus neue Therapieoptionen des Trockenen Auges.