Zusammenfassung
Reparatur- und Regenerationsvorgänge des Hornhautepithels werden aus einem Reservoir
unipotenter Progenitorzellen gespeist, welche in der basalen Epithelschicht am korneoskleralen
Limbus lokalisiert sind. Geht diese Zellpopulation verloren, kommt es zu Störungen
der Oberflächenintegrität, mit der möglichen Folge eines schmerzhaften Sehverlusts.
Zur Therapie werden seit Ende der 1990er-Jahre kultivierte limbale Epithelzellen klinisch
angewandt. Hierzu werden Limbusepithelzellen aus dem Partnerauge oder aus Spendergewebe
entnommen, im Labor auf unterschiedlichen Trägern vermehrt und anschließend transplantiert.
Dieser Vorgang entfernt die Progenitorzellen aus ihrem natürlich vorherrschenden Milieu.
Jedoch herrscht weitgehend Konsens, dass umgebende Zellen und extrazelluläre Matrix
wichtige Stimuli zur Verfügung stellen, welche für den Erhalt der Stammzelleigenschaften
und für eine korrekte Ausdifferenzierung erforderlich sind. Neuere Ansätze versuchen
daher, diese sogenannte „Stammzellnische“ auch ex vivo und nach erfolgter Transplantation
bereitzustellen. Zugleich können Nischenfaktoren die Transdifferenzierung alternativer
Progenitorzelltypen zu einem kornealen Phänotyp unterstützen und ermöglichen somit
den Einsatz autologer Zellen auch bei beidseitiger Insuffizienz der Limbusregion.
Für die Kultivierung, Transdifferenzierung und Transplantation der Spenderzellen wurden
diverse biosynthetische Träger entwickelt. Die vorliegende Arbeit soll einen Überblick
über die bislang verfügbaren und zum Teil klinisch angewendeten Konstrukte geben.
Zusätzlich werden in der Entwicklung befindliche Konzepte zusammengefasst, welche
mittels Integration putativer Nischenfaktoren in das Stammzell-Trägerkonstrukt eine
Replikation der Stammzellnische erreichen sollen.
Abstract
Regeneration and repair of corneal epithelium rely on a reservoir of unipotent progenitor
cells, which is situated within the basal epithelial layer at the corneoscleral limbus.
If these cells are lost, corneal surface integrity is disturbed, which may lead to
a painful loss of vision. Since the late 1990s cultivated grafts of limbal epithelium
are being used therapeutically. Limbal epithelial cells are obtained from the fellow
eye or from an allogeneic donor, propagated in culture on different types of carriers,
and subsequently transplanted. This process entails removal of progenitor cells from
their natural environment. However, surrounding cells and extracellular matrix are
widely believed to provide important stimuli for stem cell maintenance and for correct
differentiation. Therefore, new approaches aim at providing this so-called stem cell
niche ex vivo and following transplantation. Niche factors can also drive transdifferentiation
of alternative progenitor cell types towards a corneal phenotype. This permits the
use of autologous cells in cases of bilateral limbal stem cell insufficiency. Several
biosynthetic substrates have been devised for culture, transdifferentiation and transplantation
of donor cells. This work intends to provide an overview of constructs that are currently
available and to some extent clinically employed. In addition, a summary is given
of novel concepts which aim at integrating putative niche factors into the stem cell
carriers to replicate the stem cell niche.
Schlüsselwörter
Limbusstammzellen - Stammzellnische - Cornea - Tissue engineering
Key words
limbal stem cells - stem cell niche - cornea - tissue engineering