Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Erhebung von Daten über das Altern mesenchymaler Stammzellen in einem Langzeitexpansionsmodell

Kurzfassung

Hintergrund: Bei einer Stammzelltransplantation müssen die gespendeten hämatopoietischen Stammzellen durch Vermehrung und Differenzierung das gesamte hämatopoietische System des Empfängers aufbauen und dessen weitere Funktion aufrechterhalten. Es ist jedoch wenig erforscht, welche Auswirkungen diese massive Proliferation auf die Alterung der Stammzellen hat. In einem Langzeitkultur- und Expansionsmodell sollen deshalb Alterungsprozesse von hämatopoietischen und mesenchymalen Stammzellen erforscht werden.

Material und Methoden: Aus dem Knochenmark wurden mesenchymale Stammzellen isoliert und ex vivo expandiert. Wöchentlich wurden mit Hilfe des alkalischen Comet-Assays Einzel- und Doppelstrangbrüche der DNA in einer Einzelzellelektrophorese experimentell bestimmt. Nach der Färbung mit Ethidiumbromid oder DAPI bildeten die geschädigten Zellen „Kometen“ aus, wobei der Zellkern den Kopf und die DNA-Fragmente den Schweif des Kometen darstellten. Anhand der Größe des Schweifes ließ sich anschließend der sog. Comet-Score ermitteln. Der Comet-Assay konnte durch zwei zusätzliche Schritte weiter verbessert werden. Mittels einer durchflusszytometrischen Untersuchung wurde ebenfalls der Anteil der apoptotischen Zellen bestimmt.

Ergebnisse: Die Stammzellen konnten unterschiedlich lange kultiviert werden. In der Passage 3 lag der Median des Comet-Scores aller ausgewerteten Objektträger bei 13. Er stieg linear bis zur Passage 12 mit einem Wert von 217 an. Der lineare Zusammenhang zwischen Kultivierungsdauer und DNA-Schäden wird durch den Korrelationskoeffizient (R2)½ ausgedrückt, der einen Wert von 0,97 aufweist. Der prozentuale Anteil der apoptotischen Zellen stieg im Mittel von 9,4 % in der Passage 3 auf 15,4 % in der Passage 9.

Diskussion: Mit zunehmender Dauer der in vitro Kultivierung häufen sich immer mehr DNA-Schäden in den Zellkernen der Stammzellen an, die durch Reperaturmechanismen nicht mehr kompensiert werden können. Auch der prozentuale Anteil der apoptotischen Zellen steigt im Laufe der Kultivierung. Dies sind Hinweise für die Alterung von in vitro kultivierten mesenchymalen Stammzellen.

Schlagwörter

Zellalterung, mesenchymale Stammzellen, Comet-Assay, Apoptose

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2011

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