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Einleitung: Periphere Nervenschäden treten einerseits als traumatische Schädigungen im Rahmen von Unfällen oder nach Tumorresektionen auf. Periphere Nervenverletzungen treten dabei wesentlich häufiger auf als zentrale Nervenverletzungen und stellen ein großes soziales und sozio-ökonomisches Problem dar. Im peripheren Nervensystem besteht im Gegensatz zum zentralen Nervensystem zwar rein theoretisch die Möglichkeit zur Nervenregeneration, allerdings sind die Ergebnisse selbst nach sofortiger mikrochirurgischer Nervennaht oft unbefriedigend und das funktionelle Resultat unzureichend. Daher werden verschiedene experimentelle Ansätze verfolgt um die Nervenregeneration und die strukturelle Reparatur nach Nervenverletzungen zu verbessern. Diese beinhalten die Gabe von neurotrophischen Faktoren und Wachstumsfaktoren sowie die Transplantation von verschiedenen Zelltypen. Spezielle mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind sehr vielversprechend da sie zu Phänotypen von Glia- oder neuronalen Stammzellen differenziert werden können. Ferner produzieren sie verschiedene regenerationsfördernde Faktoren. In diesem Kontext sind mesenchymale Stromazellen aus Fettgewebe besonders geeignet, da sie einfach und in sehr großen Mengen aus durch Fettabsaugung (Liposuktion) gewonnenem Fett isoliert werden können und damit nur zu einer minimalen Morbidität des Donorareals führen. Daher haben wir die lokale Injektion von ASCs mit ihrer systemischen Gabe durch intravenöse Injektion im peripheren Nervenverletzungsmodell an der Ratte verglichen.

Methoden: Die Nervenläsion wurde durch eine standardisierte Nervenquetschung in der betäubten Ratten durchgeführt und führte zu einer kompletten Durchtrennung der Axone. Bei der direkten Injektion wurden 30.000 Zellen pro Injektionsort proximal und distal zur Läsion implantiert. Im Fall der systemischen i.v. Injektion wurden 1 x 106 ASCs in 2 ml Medium in die femorale Vene injiziert. Als Negativkontrollen (Sham Kontrolle) wurde nur Medium verwendet. Die verwendeten ASCs wurden aus Leistenfett von adulten Ratten gewonnen. Nach 21 Tagen wurden histologische Untersuchungen durchgeführt, welche von einer detaillierten quantitativen Analyse der regenerierten und remyelinierten Axone gefolgt wurde.

Ergebnisse: Eine Remyelinisierung erfolgte zu einen gewissen Grad in allen Gruppen; allerdings war die Remyelinisierung in den ASC behandelten Gruppen im Vergleich zur Sham Kontrolle signifikant erhöht. Die axonale Regeneration war in beiden ASC behandelten Gruppen ähnlich hoch, aber die Remyelinisierung war im Fall von der direkten Injektion im Vergleich zur systemischen Gabe und zu den Sham Kontrollen signifikant erhöht. Nach der direkten Injektion der ASCs war die Dichte der Axone ähnlich zum Normalzustand. Ferner zeigte eine quantitative Analyse, dass die Anzahl der myelinierten Axone bei direkter Injektion der Zellen im Vergleich zu den systemisch applizierten Zellen erhöht war. Am wichtigsten jedoch ist der Fakt, dass in beiden Zelltransplantationsgruppen die axonale Regeneration und Remyelinisierung im Vergleich zu den nicht behandelten Sham Kontrollen erhöht ist.

Fazit: Wir konnten zeigen, dass beide Arten der Zellapplikation zu signifikant erhöhter axonaler Regeneration und erhöhter Remyelinisierung im Vergleich zu den Sham Kontrollen führten. Allerdings führte die direkte Injektion der ASCs zu noch besseren Ergebnissen in Bezug auf die Remyelinisierung und axonale Regeneration als die intravenöse Applikation. Dennoch ist gerade in Hinblick auf eine Translation des Ansatzes in die Klinik eine intravenöse Zelltransplantation zur Therapie von peripheren Nervenverletzungen vorzuziehen, da die Injektion eine nur minimal invasive Prozedur darstellt. Im Gegensatz dazu muss für eine direkte Injektion der Zellen der Nerven chirurgische komplett freigelegt werden, was einen offenen chirurgischen Eingriff bedeutet. Daher könnte die intravenöse Injektion von ASCs eine vereinfachte Technik zur Optimierung der Therapie von peripheren Nervenverletzungen darstellen.