In Vitro Analysen von Schweißdrüsen-abgeleiteten Stammzellen für ihre Anwendung in der peripheren Nervenregeneration

Die Regeneration peripherer Nervenläsionen stellt sowohl für die Klinik als auch für die Wissenschaft eine große Herausforderung dar. Viele neue Konzepte zur Unterstützung der Regenerationsvorgänge verletzter Nerven existieren bereits. Neben der Entwicklung neuartiger Biomaterialien für Nervenleitschienen, der Zugabe von Molekülen der extrazellulären Matrix und neurotrophen Faktoren stellt die zelluläre Unterstützung eine attraktive Möglichkeit dar. Besonders die Applikation autologer Stammzellen bietet eine vielversprechende Therapieform um letztlich den bisherigen Goldstandard, das autologe Nerventransplantat, zu ersetzen. Humane Schweißdrüsen-abgeleitete Stammzellen (hSGSCs) können minimal-invasiv gewonnen werden (Petschnik et al., 2010). Sie weisen in vitro ein gutes Proliferationspotential und eine spontane Differenzierung in Zellen der drei Keimblätter auf. In verschiedenen Ko-Kultur Modellen wurde die Interaktion von hSGSC und peripheren Nervenzellen untersucht. Als Modellsystem dienten dazu primäre DRG (dorsales Hinterwurzelganglion = dorsal root ganglion) Neurone aus der adulten und pränatalen Ratte. In der indirekten Ko-Kultur wurde der Einfluss von hSGSCs auf das Auswachsen von Neuriten untersucht. Nach 24-stündiger Ko-Kultivierung führten hSGSCs zu einer signifikant erhöhten Neuriten-Gesamtlänge. Die Neurone hingegen zeigten keinen Einfluss auf die Genexpression und Zytokinproduktion der hSGSCs. Stattdessen beeinflusste das verwendete Kultivierungsmedium für die Ko-Kulturen die Genexpression und die Zytokinproduktion der hSGSCs. Die Änderungen der Genexpression waren in weiteren Analysen zu Serum- und Serumersatz-freier Kultivierung zusätzlich verstärkt. Diese Umgebung simuliert eine in vivo Situation innerhalb einer Nervenleitschiene, in der keine Zellkultur-Konditionen mit optimaler Versorgung durch zusätzliche Wachstumsfaktoren herrschen können. Es wurde die Expression einiger Markergene, insbesondere die des Schwannzellmarkers Myelin Basic Protein stark hochreguliert. Die Produktion der untersuchten Zytokine hingegen wurde herunterreguliert. In der direkten Ko-Kultur wurden DRG Neurone auf einem Feeder Layer aus hSGSCs kultiviert. Die Neuronen zeigten eine sehr gute Adhäsion und ein Auswachsen von Neuriten. Die Orientierung der Neuriten war dabei oft dieselbe wie die Orientierung der hSGSCs in Kultur. Für die zukünftige Anwendbarkeit im Hinblick auf eine Therapieform wurden erste Versuche zur Besiedlung von Nervenleitschienen bzw. deren Material durchgeführt.