Integration in vitro hepatozytär differenzierter mesenchymaler Stammzellen (hMSC) aus humanem Knochenmark in Acetaminophen (APAP)-geschädigte Lebern immundefizienter Mäuse (Pfp/Rag2-/-)

Ausgangssituation: Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Spenderorganen ist der Einsatz humaner Hepatozyten für die Zelltherapie bei Lebererkrankungen nur begrenzt möglich. Das multipotente Differenzierungspotential von hMSCs und deren hohe Proliferationskapazität in vitro ermöglicht die Herstellung von Zellen mit hepatozytären Eigenschaften. Ziel: Es sollte die Integration hepatozytär differenzierter hMSC in durch APAP akut geschädigte Mauslebern nachgewiesen werden. Methoden: Mononukleäre Zellen aus humanem aldulten Knochenmark wurden mittels Dichtegradientenzentrifugation gereinigt und die mesenchymalen Stammzellen über Plastikadhärenz selektioniert. Diese Zellen exprimierten kein CD45, CD34 und CD14. Die angereicherten Stammzellfraktionen waren praktisch frei von hämatopoetischen Zellen. Die hepatozytäre Differenzierung erfolgte durch Zugabe von HGF und EGF für 14 Tage im Kulturmedium. Hepatozytäre Marker wurden mittels RT-PCR nachgewiesen. Immundefizienten Pfp/Rag2-Mäusen wurden 600mg APAP/kg Körpergewicht i.p. verabreicht und 20h später eine Teilhepatektomie vorgenommen. Hepatozytär differenzierte hMSCs wurden über die Milz in die Leber appliziert und nach 7 bzw. 12 Wochen die Integration humaner Zellen im Empfängerlebergewebe der Mäuse immunhistochemisch nachgewiesen. Ergebnisse: hMSC differenzierten in vitro zu hepatozytären Zellen und exprimierten die leberspezifischen Marker Connexin 32 (CX32), Albumin, Transferrin (TFN), PCK1, Carbamylphosphatsynthetase (CPS) und HepPar1. APAP löste in den Lebern von immundefizienten Pfp/Rag2-/-Mäusen konzentrationsabhängig eine Leberschädigung aus. In mit 600mg/kg APAP vorbehandelten Mäusen wurden hepatozytär vordifferenzierte hMSCs transplantiert. 7 bzw. 12 Wochen nach Transplantation konnten humane Zellen mit hepatozytären Eigenschaften anhand der Expression der spezifischen Marker humaner Hepatozyten HepPar 1 und Albumin im Bereich der Portalvene nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen: Mesenchymale Stammzellen aus Knochenmark sind zur hepatozytären Differenzierung befähigt. Damit eignen sich hMSCs als Ausgangsmaterial für die Herstellung von funktionellen Hepatozyten in vitro, die nach Transplantation in einer akut geschädigten Empfängerleber funktionell integrieren und somit zur Leberregeneration beitragen könnten.

Differenzierung - Hepatozyten - Mesenchymale Stammzellen - akutes Leberversagen