Förderpreis 2008

Forschungsförderung
ZNS - Hannelore Kohl Akademie
53123 Bonn

2008004 / € 11.125,00




Der Förderpreis wurde vergeben für nachfolgend beschriebene Arbeiten:

1. "Embryonic stem cell transplantation after experimental traumatic brain injury dramatically improves neurological outcome, but may cause tumors."

Einleitung: Die Transplantation von embryonalen Stammzellen könnte eine therapeutische Option in der Behandlung des traumatisch geschädigten Gehirnes darstellen. Zu Neuronen vordifferenzierte, embryonale Stammzellen wurden bereits in unterschiedlichen Modellen von neurodegenerativen Erkrankungen bezüglich deren therapeutischer Wirkung untersucht. Allerdings wurden bisher noch keine undifferenzierten, embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) bezüglich deren therapeutischen Potentiales und möglicher Tumorgenität nach der Transplantation in das traumatisch, geschädigte Gehirn von Säugetieren analysiert

Methode: Der therapeutische Nutzen auf motorische Funktionen nach SHT wurde im Tiermodell (Ratte) mittels lateral Fluid-Percussion im Trauma-Modell analysiert. Hierzu erhielten die Tiere 72 Stunden nach SHT stereotaktische Injektionen von ES Zellen oder Kontrollinjektionen mit Pufferlösung ohne Stammzellen in den verletzten Kortex. Neurologische Funktionsprüfungen (Rotatrod und Composite Neuroscore Test) erfolgten randomisiert und verblindet vor dem Trauma, sowie 72 Std., 1, 3, und 6 Wochen nach der Transplantation.

Ergebnisse: Tiere mit ES-Zelltransplantation hatten eine signifikant Verbesserung im Rotarod-Test und im Composite Neuroscore Test im Vergleich zu den Tieren nach SHT die nur Injektionen der Kontrolllösung erhielten. 1 Woche nach der Transplantation waren die ES-Zellen mittels Immunhistologie in 100% der Tiere nachweisbar, 7 Wochen nach der Transplantation konnten die ES-Zellen nur noch in einem Tier nachgewiesen werden, zudem entwickelten zwei der 10 ES-Zell transplantierten Tiere einen Tumor während des Beobachtungszeitraumes.

Schlussfolgerung: ES-Zellen zeigen ein therapeutisches Potential in der Behandlung von neurologischen Defiziten nach experimentellem SHT. Allerdings sollte der Einsatz dieser Zellen beim Menschen nach SHT aufgrund der Gefahr der Tumorentstehung sorgfältig überdacht werden.


2. "Trauma-associated inflammatory response impairs embryonic stem cell survival and integration after implantation into injured rat brain"

Einleitung: Pluripotente embryonale Stammzellen (ES-Zellen) überleben und differenzieren in neuronale Zellen nach der Transplantation in Tiermodellen des Morbus Parkinson oder in Ischämiemodellen. ES-Zellen könnten auch ein hohes therapeutisches Potential in der Behandlung des primären und sekundären Schadens nach SHT haben.

Methode: "Green fluorescent protein" (GFP) - transfizierte ES-Zellen der Maus wurden 72 Stunden nach experimentellem SHT entweder in den verletzten oder den unverletzten (contralateralen) Kortex von Ratten implantiert und die Tiere wurden dann 5 Tage oder 7 Wochen nach der Transplantation für die histologische Analyse aufgearbeitet. Gehirnschnitte wurden dann mittels fluoreszenz- und konfokaler Mikroskopie nach immunologischer Doppelfärbung analysiert.

Ergebnisse: Fünf Tage nach der Implantation finden sich Zellkluster von GFP-positiven Zellen mit der Tendenz zur Differenzierung in Richtung Neuronen. Allerdings lassen sich 7 Wochen nach der Implantation nur wenige GFP-positive ES-Zellen nachweisen, was für einen hohen Zellverlust während der 7 Wochen nach der Implantation spricht. Erstmalig konnten wir hier nachweisen, dass der Zellverlust der ES-Zellen mittels Phagozytose durch aktivierte Makrophagen vollzogen wird.

Weiter konnte gezeigt werden, dass das SHT zu einer inflammatorsichen Aktivierung des Gehirngewebes führt. Zum Zeitpunkt der ES-Zellimplantation (72 Stunden nach Trauma) kommt es dadurch zu einer ausgeprägten, reaktiven Astrogliose, Aktivierung der Mikroglia und massiven Invasion von Makrophagen im Bereich der ES-Zell Implantation und auch im Bereich der Transplantation in die gesunde, contralaterale Gehirnhälfte.

Schlussfolgerung: Nach dem SHT kann eine starke inflammatorsische Immunantwort nachgewiesen werden. Diese Immunantwort beeinflusst extrem das Überleben und die Integrität der implantierten Stammzellen.