Fragestellung Eine potentielle Therapieform für den Typ 1 Diabetes mellitus ist der Betazellersatz
durch differenzierte humane pluripotente Stammzellen (hPSC). Es ist allerdings unklar,
ob diese Zellen nach Implantation in einer Umgebung mit persistierender Autoimmunität
überleben werden. Eine Verkapselung von Stammzellimplantaten könnte für den Schutz
vor den zellulären Anteilen des Immunsystems sorgen. Lösliche Stoffe könnten diese
Verkapselungsbarriere aber überwinden. Die Wirkung von proinflammatorischen Zytokinen
auf hPSC-abgeleitete Betazellen ist bislang nicht hinreichend geklärt.
Methodik Eine humane hPSC-Linie, mit mCherry knock-in in dem Insulin-Lokus, wurde in hPSC-abgeleitete
Betazellen differenziert. Anschließend wurden die Zellen für 24h mit einem Mix aus
IFNG, TNF und IL1B behandelt und aufgereinigt. Dann wurden die Viabilität mittels
Caspase3 / 7-Test und transkriptionelle Änderungen mittels Microarray und RT-qPCR
gemessen. Durch Western Blot wurde die Proteinexpression der Zytokinrezeptoren bestimmt.
Ergebnisse Die Zytokine führten innerhalb von 24h zu einer annähernd 300 %igen Steigerung der
Caspase-3/7-Aktivität gegenüber der Kontrolle. Die Expression der Zytokinrezeptoren
IL1R1, TNFRSF1A und IFNGR1 konnte nachgewiesen werden. Auf Genexpressionsebene wurde
eine Aktivierung der STAT1- und NFkB-Signalwege, eine Induktion von Inflammationsmarkern
und eine gesteigerte Expression von Zytokinen, wie IL1B, TNF und IL32, und Chemokinen,
wie CCL2, CXCL9 und CXCL10, gemessen. Außerdem wurden Gene der MHC-Familie induziert.
Schlussfolgerung Diese Studie zeigt, dass IFNG, TNF und IL1B einen toxischen Effekt auf hPSC-abgeleiteten
Betazellen haben. Die OMICS-Analyse deutet darauf hin, dass durch die induzierte Expression
von Zytokinen und Chemokinen die Kommunikation mit Immunzellen angeregt und gleichzeitig
eine Inflammation gefördert wird. Möglicherweise wirken hPSC-abgeleitete Betazellen
in einem Umfeld mit persistierender Autoimmunität an ihrer Zerstörung mit.
