Charakterisierung des kardioregenerativen Potenzials adulter humaner endothelialer Progenitorzellen vom Typ ECFC im Infarktmodell der SCID/Beige-Maus

Akute und chronische Myokardischämien ziehen einen irreversiblen
Verlust an funktionellem Myokard nach sich und sind mit
weitreichenden strukturellen Umbauprozessen am verbleibenden
Myokard assoziiert. Häufig entwickelt sich eine progrediente
Herzinsuffizienz. Aus Ermangelung an kurativen
Behandlungsmöglichkeiten, der schlechten Prognose sowie der
immensen sozioökonomischen Bedeutung leitet sich die dringliche
Notwendigkeit für die Entwicklung neuer, alternativer
Therapiestrategien ab. Vielversprechend erscheint das innovative
therapeutische Konzept der zellbasierten myokardialen Regeneration,
das zum Ziel hat, über eine Applikation von Stamm- und
Progenitorzellen irreversibel verlorengegangene Herzmuskelzellen
funktionell zu ersetzen bzw. die Formation neuer Gefäße im
geschädigten Herzmuskel zu bewirken. In der vorliegenden Arbeit
wurde das kardioregenerative Potenzial von ECFCs, einer neuartigen,
bisher im myoregenerativen Kontext wenig charakterisierten
endothelialen Progenitorzellpopulation, die aus dem peripheren Blut
von KHK-Patienten isoliert wurde, in einem murinen
Myokardinfarktmodell untersucht. Unmittelbar nach experimenteller,
durch LAD-Ligation realisierter Infarktinduktion wurden 5x105 ECFCs
in die Infarktrandzone verabreicht. Versuchstiere der
Kontrollgruppe erhielten eine Injektion mit isotoner
Kochsalzlösung. Im Vergleich zur Kontrollgruppe führte die
intramyokardiale Transplantation von ECFCs zu einer signifikanten
Verbesserung der hämodynamischen Funktionsparameter, insbesondere
der linksventrikulären Auswurffraktion, sowie einer günstigen
Beeinflussung des postischämischen kardialen Remodelings, die sich
in geringeren Infarktgrößen bei den behandelten Tieren
widerspiegelte. Eine direkte Beteiligung der Zellen an der
Neoangiogenese oder eine myokardiale Differenzierung konnte in der
vorliegenden Arbeit nicht nachgewiesen werden. Dennoch zeigte sich
im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe eine deutliche
Verbesserung der Vaskularisationsdichte nach Zelltransplantation.
In der durchflusszytometrischen Analyse der myoztendepletierten
Zellfraktionen der Herzen der Versuchstiere 2 Tage nach
Infarktinduktion und Zelltransplantation konnte eine im Vergleich
zur unbehandelten Kontrollgruppe deutliche Steigerung der Zahl von
CD45-/CD34-/Sca1+ kardial-residenten Stammzellen im Herzen
nachgewiesen werden. Dieser indirekte und bislang in der Literatur
nicht beschriebene Mechanismus könnte, neben anderen parakrinen
Effekten, hauptverantwortlich für die beobachteten positiven
Effekte auf Hämodynamik und Remodeling sein. In der Zusammenschau
können die beobachteten Effekte am ehesten als Folge sekundär
eingewanderter (pro-) angiogener Zellen sowie über positive
parakrine Einflüsse auf kardial-residente Stammzellen und
ortsständige Endothelzellen mit dem Resultat einer verbesserten
postischämischen Neovaskularisation interpretiert werden. In der
Subgruppenanalyse scheint die diabetische Stoffwechsellage der
Spenderpatienten die zelltherapeutischen Effekte im Tiermodell
nicht zu limitieren. Die gemachten Beobachtungen lassen den Schluss
zu, dass von der Transplantation von ECFCs nach Myokardischämie ein
relevantes therapeutisches Potenzial ausgeht. Die in der
vorliegenden Arbeit gemachten Beobachtungen bezüglich des
Engraftments der transplantierten Zellen bestätigen die Befunde in
der Literatur und verdeutlichen, dass zukünftig weitere Maßnahmen
zur Steigerung des permanenten Engraftments ergriffen werden
müssen, um die Effekte der Zelltherapie zu maximieren. Weitere
Studien müssen detailliertere Einblicke in die genauen Mechanismen
der Wirkungsweise von ECFCs bei der Therapie des akuten MIs und den
Einfluss von kardiovaskulären Risikofaktoren auf die Funktionalität
der zu transplantierenden Zellen erbringen.