Grundlagenforschung: Nabelschnur-Stammzelltherapie lindert PAH-Sympt. bei Ratten

"Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Behandlung mit UCB-MSCs die Schädigung des Lungengewebes, die Entzündung
und die Dysfunktion des rechten Ventrikels bei PAH-Ratten deutlich
verringert"

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Nabelschnur-Stammzelltherapie lindert PAH-Symptome bei Ratten
5. Februar 2021 Aisha I Abdullah PhDvon Aisha I Abdullah PhD



Mesenchymale Stammzellen (MSCs) aus Nabelschnurblut (UBC) zeigten in einem Rattenmodell der pulmonalen arteriellen Hypertonie (PAH) mehr therapeutischen Nutzen als solche aus Fettgewebe oder Knochenmark, berichtet eine Studie.

Insbesondere die Injektion von UCB-MSCs in die Vene (intravenös, IV) reduzierte die Dysfunktion des rechten Ventrikels, vaskuläre (Blutgefäß-) Veränderungen und Entzündungen und modulierte PAH-regulierende Signalwege.

Die Studie mit dem Titel "Vergleichende Analyse der entzündungshemmenden/immunologischen Wirkung der mesenchymalen Stammzelltherapie zur Behandlung der pulmonalen arteriellen Hypertonie" wurde in der Zeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht.

PAH ist eine Form der pulmonalen Hypertonie, die durch eine Verengung der Lungenarterien gekennzeichnet ist, die das Blut von der rechten Herzkammer zur Lunge transportieren. Die verengten Blutgefäße schränken den Blutfluss ein und verursachen einen hohen Blutdruck, die sogenannte Hypertonie.

Stammzelltherapien haben vielversprechende Ergebnisse bei der Behandlung verschiedener kardiovaskulärer Erkrankungen gezeigt, darunter auch Tiermodelle der pulmonalen Hypertonie. MSCs sind ein beliebter therapeutischer Ansatz, da sie gut charakterisiert und relativ einfach zu erhalten sind und eine klinische Anwendung nachgewiesen haben.

Forscher untersuchten nun die therapeutischen Effekte von MSCs, die aus drei Quellen stammen: Fettgewebe, Knochenmark und UCB im medikamenteninduzierten Rattenmodell der pulmonalen Hypertonie.

Die Ratten erhielten eine Injektion von Monocrotalin, um PAH zu induzieren. Zwei Wochen nach der Injektion wiesen die PAH-Ratten im Vergleich zur Kontrollgruppe (mit Kochsalzlösung behandelte Ratten) eine verringerte Funktion des rechten Ventrikels auf.

Den Tieren wurden IV-Injektionen von MSCs verabreicht und an den Tagen eins, drei, fünf, sieben und 14 untersucht.

Die Behandlung mit Knochenmark und UCB-MSCs verringerte die Drucküberlastung des rechten Ventrikels um 28,96 % bzw. 35,08 %. Die Behandlung mit MSCs aus Fettgewebe führte zu einer relativ schwächeren Reduktion (13,73 %).

Anzeichen einer gestörten Kontraktion des rechten Ventrikels wurden auch durch die Behandlung mit Fettgewebe, Blutmark und UCB-MSCs rückgängig gemacht, wobei die beiden letzteren den ausgeprägtesten restaurativen Effekt hatten.

Die Lungen von PAH-Ratten hatten im Vergleich zu den Kontrollen dickere Wände und Anzeichen von Fibrose (Gewebeschäden und Narbenbildung). Alle drei MSC-Behandlungen reduzierten die Wanddicke und Fibrose signifikant, wobei UCB-MSCs wiederum den deutlichsten Effekt hervorriefen.

Die drei MSC-Typen reduzierten die übermäßige Proliferation von Gefäßzellen (ein Anzeichen für eine Gefäßschädigung) bei PAH-Ratten, wobei UCB-MSCs eine signifikant größere Wirkung zeigten als MSCs aus Knochenmark oder Fettgewebe.

Zwei Wochen nach der Behandlung zeigten die Lungen der PAH-Ratten in der Kontrollgruppe Anzeichen einer Infiltration von Entzündungszellen und erhöhte Werte von Immun-Signalproteinen, den sogenannten Zytokinen. Sowohl die Immunzellen- als auch die Zytokinwerte wurden durch alle drei MSC-Behandlungen reduziert, am deutlichsten jedoch durch UCB-MSCs.

Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Behandlung mit UCB-MSCs die Schädigung des Lungengewebes, die Entzündung und die Dysfunktion des rechten Ventrikels bei PAH-Ratten deutlich verringert.

Die Analyse der Gene mit veränderter Expression bei MSC-behandelten und nicht-behandelten PAH-Ratten ergab, dass UCB-MSC-behandelte PAH-Ratten die größte Anzahl unterschiedlich exprimierter Gene aufwiesen, was darauf hindeutet, dass sie den stärksten Effekt auf die Genexpression hatten. Die veränderten Gene waren stark mit Entzündungen, vaskulären Veränderungen, vaskulärer Zellproliferation, Zelltod und Zellstruktur assoziiert - alles Prozesse, die bekanntermaßen mit PAH in Verbindung stehen.

Die Forscher wählten dann 27 entzündungsbezogene Gene und 15 mit der Immunreaktion verbundene Gene aus, deren Expression durch die Behandlung mit UCB-MSCs stärker verändert wurde als durch MSCs aus Fettgewebe oder Knochenmark. Es wurde ein Netzwerkmodell entwickelt, das zeigte, dass die UCB-MSC-Behandlung in erster Linie pro-inflammatorische Signalwege und Immunzellen unterdrückt, die durch Monocrotalin aktiviert wurden.

Das Netzwerkmodell zeigte auch, dass die UCB-MSC-Behandlung Signalwege moduliert, die an der PAH-Progression beteiligt sind.

Das Team kam zu dem Schluss, dass "obwohl alle drei MSC-Typen therapeutische Vorteile hatten, die UCB-MSC-Behandlung die vielversprechendsten Eigenschaften in Bezug auf (1) RV [rechtsventrikuläre] Funktion, (2) histologische [Gewebe-]Merkmale, (3) Zelltransplantation, (4) klassische PAH-Signalwege und (5) Immun-/Entzündungsreaktionen zeigte."

Weitere mechanistische Studien sind erforderlich, um die funktionelle Verbindung zwischen der Verbesserung der PAH und den therapeutischen Effekten von UCB-MSCs aufzuklären, so das Team.
Aisha I Abdullah PhD
DeepL Übersetzung, ohne Gewähr