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In vivo Nachweis humaner mesenchymaler Stammzellen mittels [111In]Indium-Oxinat Markierung im Rattenmodell
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Authors
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F. Haasters
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, Experimentelle Chirurgie und Regenerative Medizin, München, Germany
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F. J. Gildehaus
- Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin, LMU München, München, Germany
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I. Drosse
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, Experimentelle Chirurgie und Regenerative Medizin, München, Germany
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E. Wagner
- Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin, LMU München, München, Germany
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W. Mutschler
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, München, Germany
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M. Schieker
- Chirurgische Klinik - Innenstadt, LMU München, Experimentelle Chirurgie und Regenerative Medizin, München, Germany
| Published: | October 15, 2009 |
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Fragestellung: Für die Anwendung zellbasierter Therapieverfahren im Rahmen des Tissue Engineerings von Knochen gibt es noch immer kein allgemein anerkanntes Verfahren, welches den zuverlässigen Nachweis lebender Stammzellen mittels bildgebender Verfahren über Raum und Zeit in vivo erlaubt.
Methodik: Durch Verwendung des zellgängigen [111In]Indium-Oxinats wurde eine direkte radioaktive Markierung humaner mesenchymaler Stammzellen (hMSC) erreicht. Die Zellen wurden intraossär in die Tibiae athymer Nacktratten injiziert. Die Detektion und Lokalisation erfolgte durch ein kombiniertes SPECT/CT Schnittbildverfahren nach 1, 24 sowie 48h. In vitro wurden die Vitalität mittels live-dead-assay (0, 24h, 48h) und die Proliferationsaktivität, sowie das Wachstumsverhalten anhand von WST-assays (24h, 48h, 7d), sowie Zeitreihenanalysen (time-lapse-Mikroskopie) beurteilt. Der Stammzellcharakter wurde anhand gängiger Differenzierungsverfahren histochemisch überprüft.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Der Nachweis [111In]Indium-Oxinat-markierter hMSC gelang 0, 24h und 48h nach intraossärer Applikation. Die Korrelation der CT-Daten mit dem Aktivitätsnachweis in der SPECT-Untersuchung ermöglichte eine eindeutige Zuordnung der Zelllokalisation in Bezug auf das Extremitätenskelett. In den in vitro Studien zeigte sich eine unveränderte Zellvitalität zu allen Untersuchungszeitpunkten im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Proliferationskapazität war nach 24h signifikant (p<0.05) herabgesetzt, erholte sich jedoch zu den weiteren Untersuchungszeitpunkten, wie auch die Zeitreihenanalysen bestätigten. Die Zellen konnten nach Markierung erfolgreich osteogen und adipogen differenziert werden.
Die Markierung von hMSC mittels [111In]Indium-Oxinat stellt eine geeignete Methode zur Detektion der Zellen in vivo dar. Die Kombination aus SPECT und CT ermöglicht eine hochauflösende Lokalisation der Zellen im Kleintiermodell. Lediglich initial ist die Proliferationskapazität der hMSC beeinträchtigt, die charakteristischen Stammzelleigenschaften bleiben jedoch grundsätzlich, ungeachtet der Radionuklid-Markierung, erhalten.
