eine Laborflasche mit roter Flüssigkeit wird aus einem Inkubator genommen

AG Mesenchymale Stammzellen

Eine Herausforderung in der Unfallchirurgie ist die Heilung größerer Knochendefekte und die Therapie von Knorpelschäden. Dabei stellt der Gewebeersatz von zerstörten Gelenken mit humanen mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark im Rahmen der regenerativen Medizin eine vielversprechende Therapieoption dar. Allerdings weisen humane mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark spenderabhängig starke Unterschiede auf, die einen großen Einfluss auf den Erfolg der stammzellbasierten Therapie haben können. Diese Unterschiede finden sich insbesondere in der Fähigkeit der Stammzellen Knorpel (chondrogene Differenzierung) und Knochen (osteogene Differenzierung) zu bilden.
In unseren aktuellen Forschungsansätzen versuchen wir herauszufinden, was die Ursache dieser Patienten-abhängigen Unterschiede ist. Werden die Eigenschaften der Stammzellen durch das Alter, das Geschlecht, die Lebensweise oder auch (Vor-)Erkrankungen des Patienten beeinflusst?
Dazu nutzen wir eine Sammlung von kryokonservierten mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark. Das Knochenmark stammt von freiwilligen Spendern unserer Klinik, die nach ausführlicher Aufklärung in die Knochenmarkspende unter Anästhesie mittels Beckenkammpunktion während einer anstehenden Routineoperation eingewilligt haben. Die mesenchymalen Stammzellen werden direkt nach der Entnahme des Knochenmarks in unserem Labor unter standardisierten Bedingungen isoliert und anschließend charakterisiert. Hier interessieren wir uns in erster Linie für das Selbsterneuerungspotential der Zellen mittels Colony-Forming Unit-Assay, die Expression von Oberflächenantigenen mittels Durchflusszytometrie und die Differenzierbarkeit der Zellen in die chondrogene und osteogene Richtung.
In einer Datenbank werden neben den vorher genannten Charakteristika der mesenchymalen Stammzellen differenzierte anonymisierte Spenderdaten erhoben. Hierzu gehören: Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht, Grund des Krankenhausaufenthaltes, Begleiterkrankungen (wie z.B. Osteoporose), eingenommene Arzneistoffe und ein kleines prä-operatives Blutbild. Weiterhin werden Angaben zur Lebensweise, wie Raucherstatus, Alkoholkonsum, Ernährung, BMI und die sportliche Aktivität des Spenders dokumentiert.

Zur Durchführung dieser Forschungsansätze nutzen wir in unserem Labor ein breites Methodenspektrum, das neben zellbiologischen Techniken (Isolierung und Kultivierung primärer Zellen, CFU-F-Assay, WST-Assay, Adhäsions-Assay, Migrations-Assay), vor allem die RNA-Analytik (RNA-Isolierung, cDNA-Synthese, quantitative Real-time PCR) und Protein-Analytik (Proteinisolierung, Proteinbestimmung, Western Blot, ELISA, Durchflusszytometrie, Immunfluoreszenz und –histochemie) umfasst.

Haben Sie Interesse an unserer Forschung oder sind Sie interessiert in unserem Labor eine Master- oder Doktorarbeit zu schreiben, dann nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf!
Noack.Sandra@mh-hannover.de

 

Isolierung von mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark

A. Das Knochenmark wird vorsichtig auf das Biocoll geschichtet.
B. Bereits vor der Zentrifugation wandern die ersten Erythrozyten durch die Biocollschicht und setzen sich am Boden des 50 ml-Röhrchens ab.
C. Nach der Zentrifugation entstehen die für den Gradienten typischen Phasen aus (1) Plasma, (2) mononukleären Zellen (MNC), (3) Biocoll und (4) Erythrozyten.
D. Nach Abnahme der mononukleären Zellen, werden diese mit PBS gewaschen, erneut zentrifugiert und bilden dann ein Pellet am Boden des 50 ml-Röhrchens.
E. Mikroskopische Aufnahme der plastikadhärenten hBMSCs in Kultur in Passage 1.


Mesenchymale Stammzellen in verschiedenen Stadien nach der Isolierung

Mikroskopische Aufnahmen von mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark in verschiedenen Stadien nach der Isolierung. 0h: Mononukleäre Zellen direkt nach der Isolierung. 24h: Erste adhärente Zellen nach 24 Stunden. 72h: Bildung von Stammzellklonen nach drei Tagen.


Kontakt AG Mesenchymale Stammzellen

Dr. rer. nat. Sandra Noack
Tel: +49 511 532-2929
Noack.Sandra@mh-hannover.de