Nervenregeneration

Einfluss von Stammzellen des humanen Nabelschnurrestbluts auf die Regeneration des zentralen Nervensystems nach Verletzung

Die selbstständige Regeneration von verletzten Nervenbahnen des zentralen Nervensystems (z.B. nach einem Unfall) wird durch verschiedene Mechanismen verhindert. Um die Mobilität der Patienten zurückzugewinnen, gibt es unterschiedliche Therapieansätze, darunter die Implantation synthetischer Gerüste, Infusion von Nervenwachstum-stimulierenden Substanzen oder die Transplantation humaner Stammzellen in das geschädigte Nervengewebe. Im Tiermodell der Querschnittlähmung konnte gezeigt werden, dass eine Transplantation einer bestimmten Stammzellsubpopulation aus dem humanen Nabelschnurrestblut (sogenannte unrestricted somatic stem cells, USSC) in das verletzte Rückenmark zu einer signifikanten funktionellen Verbesserung führt. Darüber hinaus werden durch die Transplantation die axonale Regeneration und der Gewebegehalt gefördert (Schira et al., 2012, BRAIN). Die Inkubation von USSC-konditioniertem Medium auf primären Neuronenkulturen führt zudem zu einem verstärkten Neuritenwachstum, so dass die verbesserte Regenerationsleistung auf die Sekretion neuritenwachstumsförderlicher Faktoren zurückgeführt werden kann. Mittels Proteinseparation und hochauflösender Massenspektrometrie werden im Molecular Proteomics Laboratory in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Hans Werner Müller, Leiter des Labors für Molekulare Neurobiologie USSC sekretierte Proteine identifiziert. Zudem werden Kandidatenproteine im Hochdurchsatzverfahren auf ihren Einfluss auf das Neuritenwachstum primärer Neuronenkulturen untersucht, wodurch mehrere Kandidatenproteine validiert werden konnten (Schira et al., 2015, MCP). Darüber hinaus sezernieren USSC regenerationsförderliche Faktoren, die beispielsweise Einfluss auf die Angiogenese, Ausbildung extrazellulärer Matrix, Migration intrinsischer Stammzellen sowie Zytoskelettformation nehmen können, die wichtige Prozesse während der Nervenregeneration darstellen. Um die regenerationsförderlichen Eigenschaften von USSC noch eingehender zu charakterisieren, wird ein in vitro Nervenverletzungsmodell eingesetzt, das eine gezielte Analyse der in der axonalen Regeneration involvierten Signalwege ermöglicht.