Untersuchung der immunsuppressiven Eigenschaften muriner mesenchymaler Stammzellen

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) besitzen eine Vielzahl
einzigartiger Eigenschaften, hierunter ihr Differenzierungs- und
immunregulatorisches Potenzial, die sie sehr interessant für die
biomedizinische Forschung machen. Ziel der vorliegenden Arbeit war
es zu untersuchen, welche Mechanismen der immunmodulierenden
Wirkung der MSCs zugrunde liegen. Zu diesem Zweck wurden
mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark von 5-16 Wochen alten
Balb/c-Mäusen isoliert und in der Zellkultur expandiert. Das
Oberflächenmarkerprofil der Zellen wurde durch Durchflusszytometrie
(FACS) charakterisiert und die Expression potenziell
immunsuppressiver Faktoren durch ELISA, Reverse Transkriptase-PCR
beziehungsweise Western-Blot bestimmt. Für die Untersuchung der
MSC-vermittelten Immunmodulation wurde ein Proliferationsassay
etabliert, in dem Lymphozyten aus C57Bl/6-Mäusen durch das Mitogen
ConA stimuliert und mit den murinen MSCs kokultiviert wurden. Durch
die Zugabe spezifischer Inhibitoren gegen TGFβ, die Prostaglandin
E2-Synthese (Indomethacin), den HGF-Rezeptor und den
Adenosinrezeptor (SCH58261) wurde die Vermittlung der
immunmodulierenden Effekte durch die MSCs untersucht. In der Studie
konnte eine reine Population muriner MSCs mit charakteristischen
Oberflächenmarkern (CD29, CD73, CD90, CD105, CD140b, Sca-1)
expandiert werden, die in vitro starke immunsuppressive Effekte im
Proliferationsassay aufwies. Die Untersuchungen potenzieller
Effektormoleküle zeigten, dass bei den murinen MSCs TGFβ, HGF und
das Enzym IDO keine entscheidende Rolle spielten und von den
bekannten Mechanismen vor allem die Produktion von PGE2 die
Lymphozytenproliferation hemmte. Als wichtigstes Ergebnis kann der
Nachweis, dass die murinen MSCs die Ektonukleotidasen CD39 und CD73
koexprimieren, die extrazelluläres ATP über 5’-AMP in das extrem
stark immunsuppressiv wirkende Adenosin konvertieren können,
angesehen werden. Zusammenfassend wurde in der vorliegenden Arbeit
erstmals die Expression von CD39 auf murinen MSCs beschrieben. Die
Koexpression von CD39/CD73 auf den MSCs und die daraus folgende
Produktion von Adenosin stellt einen neuen Ansatz dar, um die
Funktion der MSCs besser zu verstehen. Die CD39+/CD73+-MSCs sind
demnach eine vielversprechende Zellpopulation für die Behandlung
von Autoimmunerkrankungen und für die Entwicklung neuer lokaler
oder systemischer Therapien zur Toleranzinduktion nach
Transplantation.