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Fragestellung: Zirkulierende CD34+-Progenitorzellen (CD34+PZ) sind in der Lage, in verletzte Stellen des Körpers einzuwandern und sich dort u.a. in Osteoblasten und Endothelzellen zu differenzieren. Tierexperimentell wurden diese Zellen deshalb erfolgreich für das Tissue-Engineering des Knochens verwendet. Praktisch stellen vor allem polytraumatisierte Patienten geeignete Kandidaten für solche Therapieverfahren dar. Um die Verfügbarkeit dieser Zellen bei diesen Patienten zu analysieren, wurden in dieser Studie die Mobilisierungskinetik und die endotheliale Differenzierung der CD34+PZ nach Polytrauma bestimmt. Des Weiteren wurde ihre Rolle als prognostischer Faktor des klinischen Outcomes bei polytraumatisierten Patienten bewertet.

Methodik: Die Größe der Versuchsgruppe wurde anhand einer a-priori-Power-Analyse festgelegt. Die Zahl der zirkulierenden CD34+PZ wurde im venösen Blut bei 20 Patienten (13 männlich, 7 weiblich, mittleres Alter 46±17 Jahre, mittlerer ISS 35±12 Punkte) anhand einer FACS-Analyse an Tagen 1, 3 und 7 nach Polytrauma gemessen. Ergänzend wurden Oberflächenmarker CD45, CD31 und CD133 bestimmt. CD34+PZ wurden mittels MACS isoliert und kultiviert. Die endotheliale Differenzierung wurde anhand der DiI-ac-LDL/Lectin-Färbung, der Expressionsanalyse endothelialer Markermoleküle CD31, vWF und CD146, sowie klassischer Angiogeneseversuche auf Matrigel® und in Sphäroidkulturen analysiert. Der Zusammenhang zwischen der Zahl der CD34+PZ und den klinischen Parametern (ISS, APACHE-II, SOFA-2-Scores) wurde mit dem Pearson´s-Korrelationstest untersucht. Als Kontrolle diente eine Vergleichspopulation von gesunden Probanden. Die Gruppenunterschiede wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test nach Bonferoni´s-Korrektur analysiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im zeitlichen Verlauf zeigte sich ein signifikanter Anstieg der CD34+PZ im peripheren Blut (an Tagen 1, 3, und 7 2,2fach, p<0.0001) als Ausdruck einer systemischen Mobilisierung nach schwerem Trauma. Die Zellzahl der CD34+/CD45-en war an Tag 7 sogar 5,7fach erhöht (p<0.001). Die Anzahl der DiI-ac-LDL/Lectin-Doppelpositiven (Kontr.: 10%; Versuchsgruppe: Tag 1: 64±14%, Tag 3: 66±12,7%, Tag 7: 63±10,3% (p<0.0001)) und die Expression der endothelialen Markermoleküle CD31 und CD146 waren bei polytraumatisierten Patienten ebenfalls signifikant gesteigert. Dennoch bestand keine Korrelation zwischen den IS-, APACHE-II und SOFA-2-Scores mit der Anzahl der CD34+PZ.

Schlussfolgerung: Die Anzahl der zirkulierenden CD34+PZ und deren endotheliale Differenzierung sind nach einer schweren Mehrfachverletzung signifikant erhöht, ohne dass eine Korrelation mit der Verletzungsschwere und den Outcomeparametern bestehen würde. Möglicherweise handelt es sich hierbei um ein nicht dosisabhängiges Phänomen oder das Maximum der Freisetzung dieser Zellen wird bereits bei einem geringeren Trauma erreicht. Der Anstieg der CD34+PZ könnte für die Isolierung und Entwicklung zellbasierter Ansätze in der regenerativen Medizin genutzt werden.