Zelltherapie bei CED: Mesenchymale Stammzellen im murinen DSS-Kolitis-Modell

K Flöckner; S Wiechmann; J Ringe; M Zeitz; L Uharek; K Rieger; J Maul

doi:10.1055/s-0029-1241300

Zeitschrift für Gastroenterologie, Table of Contents

Zelltherapie bei CED: Mesenchymale Stammzellen im murinen DSS-Kolitis-Modell

K Flöckner ¹^,², S Wiechmann ¹^,², J Ringe ³, M Zeitz ¹, L Uharek ², K Rieger ², J Maul ¹

¹Charité – Campus Benjamin Franklin, Medizinische Klinik I, Berlin, Germany
²Charité – Campus Benjamin Franklin, Medizinische Klinik III, Berlin, Germany
³Charite Universitätsmedizin Berlin, Department of Tissue Engineering & Center for Regenerative Therapies, Berlin, Germany

Abstract

Einleitung: Obwohl mesenchymale Stammzellen (MSC) bereits in Phase-1- und Phase-2-Studien zur Behandlung chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen (CED) eingesetzt werden, gibt es bisher kaum Daten zum Mechanismus der Immunsuppression in vivo.

Ziel: Etablierung muriner CED-Modelle zur Untersuchung der MSC-Funktion in vivo.

Methodik: MSC wurden aus Knochenmark von BALB/c-Mäusen isoliert. Die Charakterisierung erfolgte über das Oberflächen-Expressionsprofil von CD9, CD44, Sca-1, CD11b und CD45. Zudem wurde die Fähigkeit zur Differenzierung in Adipozyten und Osteoblasten untersucht. Die Fähigkeit der expandierten Zellen zur Suppression der Lymphozytenproliferation wurde in vitro in der gemischten Lymphozytenreaktion (MLR) sowie nach mitogener Stimulation mit Concavalin A bestätigt. Zur Analyse der Suppressionskapazität in vivo wurde bei BALB/c-Mäusen eine Kolitis durch die Gabe von 4% DSS (über das Trinkwasser) induziert. Bis zu 3×10⁶ MSC wurden entweder intraperitioneal (ip) oder intravenös (iv) appliziert. Die Zellgabe erfolgte entweder einen Tag vor der ersten DSS-Gabe (d-1; ip: n=3; iv: n=3) oder am 4. Tag nach Beginn der DSS-Gabe (d+4; ip: n=6; iv: n=3). 9 Tiere erhielten keine MSC (DSS-Kontrolle, DK) und 9 Tiere wurden nicht behandelt (Wasser-Kontrolle, WK). Das klinische Therapieansprechen wurde täglich evaluiert und mit einem murinen CED-Score (0–4) bewertet.

Ergebnisse: Murine MSC sind durch den Phänotyp CD9+CD44+Sca-1+CD11b-CD45- charakterisiert. Sie sind zur Adipo- und Osteogenese fähig. In vitro haben sie sowohl in der MLR als auch nach Mitogen-Stimulation suppressive Eigenschaften. In vivo zeigen sowohl ip- (d+4: p<0,05) als auch iv-verabreichte MSC eine Reduktion des murinen CED-Scores (DK: Median 3,3 (Spannweite 2,0–4,0); d+4 MSC ip: Median 1,0 (0,0–3,3); d+4 MSC iv: Median 1,7 (1,0–2,3); d-1 MSC ip: Median 3,0 (0,7–3,0); d-1 MSC iv: Median 2,0 (1,0–4,0); WK: Median 0,2 (0,0–0,3)).

Schlussfolgerung: Das murine DSS-Kolitis-Modell ermöglicht eine Untersuchung der MSC-Funktion bei der CED-Zelltherapie. Eine detaillierte Charakterisierung des in-vivo-Mechanismus (Regulation des Treg-Pools, Modulation des Zytokinprofils, etc.) findet derzeit statt. Zudem werden weitere Modelle etabliert.