Abstract

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.