SDF1 induziertes Homing von adipose derived stem cells (ASC) in der Wundheilung
Koenen P, Lipensky A, Thamm O, Bouillon B, Fuchs P, Neugebauer EAM, Stürmer EK
Fragestellung: Die Prävalenz chronischer Wunden nimmt aufgrund der demographischen Entwicklung in industrialisierten Ländern stetig zu. Einer der pathophysiologischen Mechanismen ist das gestörte Homing von Stammzellen zur Wunde. In diesem Projekt sollten der SDF1/CXCR4-Pathway, für den in hämatopoetischen Progenitorzellen bereits ein migratorischer Einfluss nachgewiesen wurde, sowie der neuere SDF1/CXCR7-Pathway in ASC fokussiert werden.
Methodik: Humane ASC wurden in vitro mit Wundsekret akuter (AWF) und chronischer (CWF) Wunden inkubiert. Mittels Transwell-Migrationsassay und qRT-PCR wurden die ASC-Migration sowie die Expression verschiedener migrationsstimulierender und migrationshemmender Faktoren analysiert. Die Experimente wurden außerdem nach Präinkubation mit den Rezeptorantagonisten für CXCR4 und CXCR7 durchgeführt. Mittels ELISA wurde SDF1 sowohl in verschiedenen AWF- und CWF-Proben als auch im ASC-Überstand quantifiziert. Um interindividuelle Unterschiede zu analysieren, wurden die Versuche mit ASC von sieben humanen Donoren durchgeführt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die ASC zeigten immunzytochemisch eine Expression der Oberflächenmarker CD73, CD90, und CD105 bei Negativität für CD45 und konnten in Adipozyten differenziert werden. Während in AWF eine durchschnittliche SDF1-Konzentration von 73.5 pg/ml nachgewiesen werden konnte, war die SDF-Konzentration in allen CWF-Proben unterhalb der Nachweisgrenze. Im ASC-Überstand war SDF1 nach AWF-Inkubation signifikant erhöht, in CWF hingegen signifikant erniedrigt (AWF: 129.7 pg/ml; CWF: 30 pg/ml; ctrl: 95.5 pg/ml). Die Migration von ASC war durch AWF verglichen mit der Kontrolle signifikant erhöht, dieser Effekt wurde vom CXCR4- und CXCR7-Antagonisten gemindert. CWF hatte keinen migrationsinduzierenden Effekt auf ASC und die Rezeptorantagonisten hatten keinen Effekt. Unterschiede in der basalen und AWF-induzierten Migrationskapazität konnten für die verschiedenen Donoren gezeigt werden. CXCR4, CXCR7 und SDF1 wurden in ASC nach AWF-Inkubation signifikant höher exprimiert, während die Expression von TIMP3 vermindert war. Die CXCR4/CXCR7-Antagonisten schwächten diesen Effekt ab.
In-vitro ist die ASC-Migration im chronischen Wundmilieu vermindert. Eine gestörte SDF1/CXCR4-, sowie SDF1/CXCR7-vermittelte Stammzellmigration scheint dabei eine wesentliche Rolle zu spielen und könnte so zumindest teilweise die verzögerte Heilung chronischer Wunden erklären. Außerdem konnte eine Donorspezifität der ASC-Migration in Abhängigkeit von individuellen Erkrankungen/Faktoren gezeigt werden.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR17-957
doi: 10.3205/14dkou521 , urn:nbn:de:0183-14dkou5211
Published: October 13, 2014
© 2014 Koenen et al.
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