Ausgewählte Zellen aus Blut oder Knochenmark können einen Weg zur Heilung von Blutgefäßen bieten

Ausgewählte Zellen aus Blut oder Knochenmark können einen Weg zur Heilung von Blutgefäßen bieten
Ausgewählte Zellen aus Blut oder Knochenmark können einen Weg zur Heilung von Blutgefäßen bieten
Anonim

Die Isolierung von Zellen aus dem Blut oder Knochenmark eines Patienten, die Blutgefäße ernähren, kann laut einer Studie der Emory University School of Medicine ein sichererer und weniger mühsamer Weg zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen sein als die Gewinnung seltener Stammzellen.

In jüngsten klinischen Studien haben Ärzte in mehreren Ländern die Fähigkeit der Knochenmarkszellen eines Patienten getestet, Schäden wie Herzinfarkte und periphere Arterienerkrankungen zu reparieren, die durch Durchblutungsstörungen verursacht wurden.

"Der Schwerpunkt lag bisher auf Stammzellen, aber es sieht so aus, als ob die hauptsächlichen positiven Effekte von der Fähigkeit der transplantierten Zellen herrühren, das Wachstum von Blutgefäßen in der Nähe zu unterstützen", sagt Seniorautor Young-sup Yoon, MD, PhD, außerordentlicher Professor für Medizin (Kardiologie) an der Emory University School of Medicine.„Basierend auf dieser Idee wollten wir eine Zellpopulation identifizieren, die mit der Fähigkeit angereichert ist, Blutgefäße zu regenerieren.“

Die blutgefäßreparierenden Eigenschaften ausgewählter Zellen aus menschlichem Blut wurden in der Ausgabe vom 10. August des Journal of the American College of Cardiology beschrieben, mit einem verwandten Artikel über Zellen, die aus dem Knochenmark von Mäusen stammen und online am 15. Juli veröffentlicht wurden von der Zeitschrift Circulation Research.

Der Erstautor des JACC-Papiers ist Postdoktorand Sung-Whan Kim, PhD. Der erste Autor des Artikels zur Kreislaufforschung ist Hyongbum Kim, MD, PhD, jetzt Assistenzprofessor in Korea.

Yoons Team konzentrierte sich auf das Molekül CD31, das auch als Thrombozyten-Endothelialzell-Adhäsionsmolekül-1 oder PECAM-1 bekannt ist, da es auf Endothelzellen vorkommt – den Zellen, die die innere Auskleidung von Blutgefäßen bilden. In Experimenten mit Spenderblut von Freiwilligen oder Knochenmarkszellen von Mäusen zeigten die Forscher, dass Zellen mit CD31 auf ihrer Oberfläche Hormone ausschütten, die das Wachstum von Blutgefäßen unterstützen.

Ungefähr ein Drittel der Zellen im Blut oder Knochenmark haben CD31 auf ihrer Oberfläche, einschließlich einiger differenzierter Immunzellen. In Kultur können sortierte Zellen, die CD31 präsentieren, röhrenförmige Strukturen bilden, die das Wachstum von Blutgefäßen im Körper nachahmen.

"Wir können zeigen, dass einige CD31-positive Zellen nach der Transplantation zu Endothelzellen werden, aber ihre Hauptwirkung besteht eher darin, andere Zellen zu unterstützen, als zu Bausteinen zu werden", sagt Yoon.

Die Forscher verwendeten Antikörper gegen CD31, um menschliche Blut- oder Maus-Knochenmarkszellen in zwei Gruppen zu sortieren: Zellen mit CD31 und solche ohne. Anschließend testeten sie die Fähigkeit dieser Zellen, das Nachwachsen von Blutgefäßen bei Mäusen anzuregen, deren Hinterbeine eine blockierte Blutversorgung hatten.

In dem in Circulation Research beschriebenen Projekt überlebten nach zwei Wochen mehr als 80 Prozent der mit CD31-positiven Knochenmarkzellen transplantierten Mäusehinterbeine, während weniger als 15 Prozent der mit CD31-negativen Zellen transplantierten Beine überlebten.In Laser-Doppler-Bildern zeigten die Mäuse, denen CD31-positive Zellen in die Beine injiziert wurden, eine stark verbesserte Durchblutung und eine erhöhte Anzahl von Kapillaren.

Yoon sagt, dass die Entnahme von CD31-positiven Zellen im Vergleich zu früheren Methoden zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen mehrere Vorteile haben könnte. Die Zellen können präpariert werden, ohne dass sie mehrere Tage in einer Schale gezüchtet werden müssen, und es müssen möglicherweise keine großen Mengen Blut oder Knochenmark des Patienten entnommen werden - ein Vorteil in Bezug auf die Sicherheit. Darüber hinaus scheinen Zellen von Mäusen, die zur Simulation von Atherosklerose verwendet werden (Mutante für ein Gen, das hilft, Fett aus dem Blut zu entfernen, und bei einer fettreichen Ernährung) ihr Reparaturpotential nicht zu verlieren.

"Basierend auf den Erkenntnissen aus präklinischen und klinischen Studien mehrerer Forscher betrachten wir die Verwendung von CD31-positiven Zellen als eine kardiovaskuläre Zelltherapie der zweiten Generation, die eine neue Option für die Behandlung von peripherer arterieller Verschlusskrankheit sein könnte, “, sagt Joon.

Er fügt hinzu, dass CD31-positive Zellen Potenzial für die Behandlung anderer Erkrankungen haben könnten, darunter Herzinfarkt, Herzinsuffizienz und diabetische Neuropathie, die sein Team in Tiermodellen untersucht.

Die Forschung wurde von den National Institutes of He alth, dem Verteidigungsministerium und dem koreanischen Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Technologie unterstützt.

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