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Übertragung Bcl-2-modifizierter MSCs am Koronararterienligatur-Modell der Ratte |
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contributing persons: |
Catharina Neßelmann
, Dr. med.[VerfasserIn] |
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135571057 |
Gustav Steinhoff
, Prof. Dr. med. habil.[AkademischeR BetreuerIn] |
Hermann Reichenspurner
, Prof. Dr. Dr.[AkademischeR BetreuerIn] |
Christof Stamm
, PD Dr. med.[AkademischeR BetreuerIn] |
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contributing corporate bodies: |
Universität Rostock, Universitätsmedizin[Grad-verleihende Institution] |
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1029510660 |
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abstract: |
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.
[German] |
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.
[English] |
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document type: |
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institution: |
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language: |
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subject class (DDC): |
610 Medical sciences Medicine |
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publication / production: |
Rostock
Rostock: Universität Rostock
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2007
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identifiers: |
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access condition: |
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license/rights statement: |
all rights reserved This work may only be used under the terms of the German Copyright Law (Urheberrechtsgesetz). |
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RosDok id: |
rosdok_disshab_0000000023 |
created / modified: |
07.05.2008 / 08.08.2023
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metadata license: |
The metadata of this document was dedicated to the public domain (CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication). |