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Ein präklinisches Modell der vollständigen Durchtrennung des thorakalen Rückenmarks im Minipig – Erste Ergebnisse mit einem Mikrokonnektorelement
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Published: | October 22, 2019 |
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Fragestellung: Es gibt derzeit trotz vieler interessanter Ansätze keine regenerative Therapie für Rückenmarksverletzungen. Wir haben ein mechanischen Mikrokonnektorsystems (mMS) aus Polymethylmethacrylat entwickelt, mit dem die Stümpfe nach einer Rückenmarkstranssektion optimal zusammengeführt werden. Es hat sich in einem Rattenmodell der vollständigen Durchtrennung des thorakalen Rückenmarks gezeigt, dass die mMS-Implantation zu einem verbesserten regenerativen Axonwachstum und einer verbesserten lokomotorischen Funktion führt. Die Ergebnisse waren im Großtier zu überprüfen.
Methodik: Neun Aachener Minipigs erhielten über eine Laminektomie eine vollständige Durchtrennung des thorakalen Rückenmarks. Es folgte bei je 3 Tieren entweder eine mMS-Implantation oder eine mMS-Implantation mit zusätzlicher Stammzell (unrestricted somatic stem cells aus Nabelschnurblut, USSC)-Transplantation oder keine mMs-Implantataion. Die Überlebenszeit betrug 6 Wochen. Von besonderem Interesse war zunächst die Beobachtung im Hinblick auf typische Komplikationen der Querschnittlähmung bei dem gewählten Tiermodell. Nach Perfusion mit Formaldehyd erfolgte die Charakterisierung des Läsionsbereichs mit hochauflösender MRT sowie die Untersuchung der Axonregeneration in und außerhalb der mMS-Implantationsstelle mit histologischen und immunhistochemischen Methoden.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Zwei Tiere entwickelten beginnende Dekubiti, die unter Behandlung mit Zinksalbe und Auspolsterung des Stalls mit Sägespänen innerhalb weniger Tage abheilten. Postoperativ erwies sich eine Dauerkatheterisierung für 11 Tage als optimal. Ein symptomatischer Harnwegsinfekt wurde bei keinem Tier beobachtet. Histologisch zeigte sich ein verbesserter Gewebserhalt, eine starke Vermehrung des Axonwachstums verschiedener motorischer und sensorischer Axonpopulationen sowie eine vermehrte Myelinisation in den mit einem mMS versorgten Tieren. Die USSC - Transplantation war möglich, ergab unter den gewählten Parametern jedoch keinen Vorteil.
Das Tiermodell des Minipigs scheint gut geeignet für weiterführende Untersuchungen nach Nager-Studien zur vollständigen Rückenmarkstranssektion. Das entwickelte mMS ermöglicht ein Axonwachstum durch die Verletzungsstelle. Derzeit erfolgt eine weiterführende Studie mit längerer Überlebenszeit.
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.