Herstellung und Charakterisierung mesenchymaler Stammzellen bei Patienten nach allogener Blutstammzelltransplantation

Mesenchymale Stammzellen sind bindegewebige Vorläuferzellen, die sich als Bestandteile des adulten Knochenmarkstromas aus dem Knochenmark isolieren und unter geeigneten Kulturbedingungen ex vivo expandieren lassen. Die Zellen sind in der Lage, sich durch Teilung selbst zu erhalten und verschiedenartig differenzierte Tochterzellen hervorzubringen, so zum Beispiel Osteozyten, Chondrozyten, Myozyten, Fibrozyten und Adipozyten. Die Frage, ob mesenchymale Stammzellen im Rahmen einer allogenen Blutstammzelltransplantation mit übertragen werden, konnte bisher nicht zufriedenstellend beantwortet werden. Ebenso ist im Falle einer Über-tragung das Schicksal der Spenderzellen im Empfängerorganismus unklar. In der vorliegenden Arbeit sollte zunächst ergründet werden, ob mesenchymale Stammzellen im Rahmen einer allogenen peripheren Blutstammzelltransplantation mit übertragen werden. Dazu wurden Leukapheresate von Spendern nach peripherer Blutstammzelltransplantation im Vergleich zu Knochenmark von Spendern nach Knochenmarktransplantation untersucht. Desweiteren sollten bei Empfängern allogener peripherer Blutstammzelltransplantationen und allogener Knochenmark-transplantationen zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Transplantation mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark isoliert werden, um bei diesen den vom Blutstammzellspender stammenden Mengenanteil zu ermitteln. Um mesenchymale Stammzellen aus Leukapheresaten zu isolieren, erfolgte zuerst eine Dichtegradientenzentrifugation, der sich entweder die unmittelbare Zellkultur oder die Kultivierung nach weiterer Auftrennung durch magnetische Zellsortierung anschloss. Zur Isolation der mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark wurden Knochenmarkaspirate von Empfängern nach Blutstammzelltransplantation zunächst ebenfalls mittels Dichtegradientenzentrifugation aufgetrennt und im Anschluss die daraus gewonnene mononukleäre Zellfraktion kultiviert, wobei die mesenchymalen Stammzellen durch die Wahl der Kulturbedingungen selektioniert und expandiert wurden. Aus den Zellen wurde dann die genomische DNS extrahiert und durch Mikrosatellitenanalyse der Spenderzellanteil ermittelt. Es wurden Leukapheresate von neun Spendern sowie Knochenmark von zwei Spendern nach Transplantation bearbeitet. Aus den Leukapheresaten konnten mit den verwendeten Methoden keine mesenchymalen Stammzellen isoliert und angezüchtet werden. Dagegen gelang dies aus dem Knochenmark problemlos. Bei den Empfängern allogener Blutstammzelltransplantationen wurden Knochenmark-aspirate von 34 Patienten aufgearbeitet, wobei die Anzucht der mesenchymalen Stammmzellen bei Aspiraten von 27 Patienten, die zwischen 25 und 1334 Tagen nach Transplantation gewonnen wurden, erfolgreich war. Von den 27 Proben stammen 18 von Empfängern nach peripherer Blutstammzelltransplantation und neun von Empfängern nach Knochenmarktransplantation. Bei vier der Patienten nach peripherer Blutstammzelltransplantation war durch Mehrfachanalysen die Darstellung eines intraindividuellen Verlaufs möglich. Die Mikrosatellitenanalyse ergab in fast allen untersuchten Fällen einen Spenderanteil von null Prozent. Lediglich in zwei Proben nach peripherer Blutstammzelltransplantation wurden schwache Spendersignale detektiert, deren Anteil aber unter fünf Prozent betrug. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit verdeutlichen, dass mesenchymale Stammzellen bei der allogenen Knochenmarktransplantation mit übertragen werden, während im Rahmen der allogenen peripheren Blutstammzelltransplantation ihre Übertragung nicht gezeigt werden konnte. Zu verschiedenen Zeitpunkten nach allogener Blutstammzelltransplantation waren weder im Falle der Knochenmark-transplantation noch bei der peripheren Blutstammzelltransplantation mesenchymale Stammzellen des Spenders im Knochenmark des Empfängers nachweisbar, während die Blutzellen zum jeweils gleichen Zeitpunkt ein Spenderprofil aufwiesen. Die klinische Bedeutsamkeit der mesenchymalen Stammzellen des Spenders im Rahmen einer Blutstammzelltransplantation ist vor dem Hintergrund der Ergebnisse fraglich. Die Zellen, die während einer Knochenmarktransplantation mit übertragen werden, könnten immunologisch bedeutungsvoll sein, so beispielsweise im Zusammenhang mit dem im Vergleich zur peripheren Blutstammzelltransplantation verminderten Auftreten der Graft-versus-Host-Disease