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Neßelmann,  Catharina  (Dr. med.)

Übertragung Bcl-2-modifizierter MSCs am Koronararterienligatur-Modell der Ratte

Rostock : Universität , 2007

https://doi.org/10.18453/rosdok_id00000288

http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000288

Engraftment (= Ansiedlung) von mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark war als potentieller therapeutischer Ansatz bei infarktbedingter linksventrikulärer Dysfunktion bezeichnet worden. Jedoch schränkt ein limitiertes ¨Uberleben der transplantierten Zellen nach Myokardinfarkt die regenerative Kapazität der übertragenen Zellen ein. In dieser Arbeit wurden MSCs genetisch mit dem Gen Bcl-2 modifiziert, das antiapoptotische und parakrine Effekte, wie die Sekretion des Vascular Endothelial Growth Factor unter Hypoxie-Exposition generiert. Das Zellüberleben, die Zellansiedlung und Revaskularisation wurden am Herzinfarkt-Modell via intramyokardialer Injektion evaluiert. Ratten-MSCs wurden zur Überexpression von Bcl-2 manipuliert. In vitro wurden antiapoptotische und parakrine Effekte unter hypoxischen Bedingungen untersucht. In vivo wurden Bcl-2-modifizierte Ratten-MSCs (Bcl-2-MSCs) nach myokardialer Infarktinduktion injiziert. Das Zellüberleben wurden nach Transplantation ermittelt und die Kapillardichte nach 3 Wochen quantifiziert. Der eingesetzte Polymer PEI(600)PSL-5 erwies sich als deutlich effizient und gering toxisch. Fehlende Sicherheitsbedenken, für die bei viralen Gentransfersystemen Grund besteht, führen zusätzlich zu der Ansicht, dass dieser biokompatible DNA-Träger für weitere Versuche und therapeutische Anwendungen günstig anwendbar wäre. Das Bcl-2-Gen schützte MSCs vor Apoptose. In vitro ist durch Bcl-2- Überexpression die Apoptose von MSCs um 32% reduizert worden. Die Sekretion des Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) war um mehr als 60% unter hypoxischer Behandlung erhöht. Die Transplantation von Bcl-2-MSCs erhöhte das Zellüberleben nach vier Tagen 2,2-fach, nach drei Wochen 1,9-fach und nach sechs Wochen 1,2-fach im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Kapillardichte der Infarktgrenze lag bei Bcl-2-MSCs behandelten Tieren im Vergleich zur Kontrollgruppe 15% höher. Des weiteren hatten Bcl-2-MSCs-behandelte Tiere eine 17% kleinere Infarktgröße als die Kontrollgruppe. Diese Ergebnisse untermauern die These, dass die Transplantation modifizierter MSCs von Wert für eine substantielle funktionelle Erholung nach akutem Myokardinfarkt sein kann.

Dissertation Open Access


Einrichtung :
Universitätsmedizin
Gutachter :
Steinhoff,  Gustav  (Prof. Dr. med. habil.)
Reichenspurner,  Hermann  (Prof. Dr. Dr.)
Stamm,  Christof  (PD Dr. med.)
Jahr der Abgabe:
2007
Jahr der Verteidigung:
2008
Sprache(n) :
Deutsch
übersetzte Zusammenfassung :
Engraftment of mesenchymal stem cells (MSCs) derived from adult bone marrow has been proposed as a potential therapeutic approach for postinfarction left ventricular (LV) dysfunction. However, limited cell viability after transplantation into the myocardium has restricted its regenerative capacity. In this study, we genetically modified MSCs with an anti-apoptotic Bcl-2 gene and evaluated cell survival, engraftment, revascularization and functional improvement in a rat left anterior descending (LAD) ligation model via intracardiac injection. Rat MSCs were manipulated to overexpress the Bcl-2 gene. In vitro, the anti-apoptotic and paracrine effects were assessed under hypoxic conditions. In vivo, the Bcl-2 gene modified MSCs (Bcl-2-MSCs) were injected after myocardial infarction. The surviving cells were tracked after transplantation. Capillary density was quantified after 3 weeks. We used the polymer PEI(600)PSL-5 which showed to be efficient and low toxic. The absence of safety concerns, which are evident for viral gene transfer systems, lead us to the conclusion that this biocompatible DNA carrier is sitable for further tests and even therapeutic applications. The Bcl-2 gene protected MSCs against apoptosis. In vitro, Bcl-2 overexpression reduced MSCs apoptosis by 32% and enhanced VEGF secretion by more than 60% under hypoxic conditions. Transplantation with Bcl-2-MSCs increased 2.2-fold, 1.9-fold and 1.2-fold of the cellular survival at 4 days, 3 weeks and 6 weeks respectively compared with the vector-MSCs group. Capillary density in the infarct border zone was 15% higher in Bcl-2-MSCs transplanted animals than in vector-MSCs treated animals. Furthermore, Bcl-2-MSCs transplanted animals had 17% smaller infarct size than vector-MSCs treated animals and exhibited functional recovery remarkably. Our current findings support the premise that transplantation of anti-apoptotic gene modified MSCs may have values for mediating substantial functional recovery after acute myocardial infarction.
Schlagworte:
Mesenchymale Stammzellen, Gentherapie, Myokardinfarkt
DDC Klassifikation :
610 Medizin, Gesundheit
URN :
urn:nbn:de:gbv:28-diss2008-0017-7
Persistente URL:
http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000288
erstellt am:
2008-05-07
zuletzt geändert am:
2018-06-30
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