Mesenchymale Stammzellen zur Leberregeneration im Modell des M. Wilson
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Erkrankung M. Wilson stellt ein Modell für zellbasierte Therapieansätze bei akuten und chronischen Leberentzündungen dar. Die Erkrankung beruht auf einem vererbbaren Funktionsverlust des Kupfertransportproteins ATP7B, das vornehmlich in der Leber exprimiert wird. Es konnte in dem Projekt gezeigt werden, dass auch mesenchymale Stammzellen (MSC) das ATP7B exprimieren, was auf eine bisher unverstandene physiologische Rolle dieses Proteins in frühen Differenzierungsvorgängen schließen lässt. In vitro führte die retrovirale Überexpression des ATP7B in MSC und anderen Zellen zu einer hohen Resistenz gegenüber toxischen Kupferkonzentrationen; ein Verfahren, das möglicherweise auch für die Anreicherung von transduzierten Zellen bei anderen gentherapeutischen Ansätzen benutzt werden könnte. Es wurde ein neues Modell zum kupferinduzierten akuten Leberversagen (ALV) bei M. Wilson im LEC Rattenstamm etabliert. Die Verabreichung einer Kupferdiät führte in den Tieren zu einem charakteristischen ALV, das je nach Verabreichungszeitpunkt kontrollierbar war. Die molekularen Prozesse wurden mittels RT-real time PCR Analysen von Leberbiopsien zu unterschiedlichen Zeitpunkten untersucht. Die Untersuchungen ergaben, dass die Induktion der Genexpression in der Leber bei ALV unabhängig vom Zeitpunkt bzw. einer Kupferablagerung ist. Das ALV Modell wurde für die Etablierung einer kliniknahen, zellbasierten Therapie ohne Präkonditionierung der Empfängerleber benutzt. Während Hepatozyten in diesem Modell zu einer Repopulation der Leber und einer signifikanten Verbesserung des Langzeitüberlebens führten, blieb der therapeutische Effekt nach Transplantation von MSC in ersten Studien auf eine Modulation der Genexpression in der Empfängerleber beschränkt. Eine Repopulation der Leber durch Hepatozyten, die sich in vivo aus MSC differenziert haben könnten, wurde nicht beobachtet. Transplantierte MSC konnten unter den gewählten Bedingungen nur durch sensitive Verfahren (PCR) in der Leber nachgewiesen werden, was auf einen geringen Verbleib der transplantierten Stammzellen in der Leber schließen lässt. Die Bedeutung von Verfahren zur Herstellung von hepatozytenähnlichen Zellen, die sich in vitro durch Transdifferenzierung von MSC erzielen lassen, kann durch die Ergebnisse des Projekts nicht abschließend beurteilt werden. Die erarbeiteten Ergebnisse erlauben eine zukünftige funktionelle Evaluation von hepatozytenähnlichen Zellen, die aus adulten, embryonalen oder iPS Stammzellen abgeleitet werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2010. Overexpression of Human ATP7B Provides a survival advantage to mesenchymal Stem cells for therapy of Wilson´s disease. BBRC 7;395(3):307-11
Sauer V; Siaj R; Todorov T; Zibert A; Schmidt HH
