S 03/11 T-Lymphozyten u. MSC

S 03/11 "Cokultivierung von T-Lymphozyten und mesenchymalen Stammzellen - die funktionelle Bedeutung der Immunregulation durch MSC bei der Coxarthrose"

Dr. med. Sebastien Hagmann, Dr. med. Tobias Gotterbarm, Orthopädische Universitätsklinik, Dept. Orthopädie, Unfallchirurgie und Paraplegiologie, Heidelberg

(abgeschlossen 05/2012)

Mesenchymale Stammzellen waren bisher hauptsächlich aufgrund Ihres regenerativen Potentials von wissenschaftlichem Interesse. In den letzten Jahren sind aber auch Ihre immunmodulatorischen Eigenschaften in den Fokus von zellbasierten Therapieverfahren gerückt. Eine wichtige immunmodulatorische T-Zell-Population sind so genannte regulatorische T-Zellen. Ihre Beteiligung an Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose und der rheumatoiden Artritis konnte in den letzten zwei Jahrzehnten dargestellt werden. Die Interaktion von mesenchymalen Stammzellen mit diesen Immunregulatoren, aber auch anderen Immunzellen ist ein wichtiges Forschungsgebiet für die Onkologie und die Transplantationsmedizin geworden. Die Immunregulation durch mesenchymale Stammzellen bei der Arthrose ist allerdings weitgehend unerforscht.
Unsere Studie konnte anhand eines neuartigen Cokulturmodells herausarbeiten, dass mesenchymale Stammzellen aus Knochenmark und Synovialgewebe von Arthrosepatienten in der Lage sind, in vorseparierten regulatorischen T-Zellen den Phänotyp regulatorischer T-Zellen zu erhalten. Aus einem CD4+ Pool werden hingegen neue regulatorische T-Zellen rekrutiert.
Aktivierungsmarker regulatorischer T-Zellen werden hierbei hochreguliert und die Proliferationsantwort von T-Zellen modifiziert. Dominierendes Zytokin sowohl in MSC-Monokulturen als auch Cokulturen ist IL-6, das in Cokulturen vermehrt sezerniert wird. Jedoch scheinen als Antwort auf einen Proliferationsstimulus weitere Zytokine in der Interaktion der beiden Zelltypen bedeutsam zu werden. Synoviale MSCs und Knochenmark-MSCs unterscheiden sich erheblich in ihrem Expansionsverhalten, sind aber gleichermaßen zum Erhalt des regulatorischen Phänotyps und zur Differenzierung in der Lage.
Die Ergebnisse legen nahe, dass die Kompartimente des Knochens und des Synoviums durch MSCs an der Immunregulation auch im arthrotischen Gelenk von Bedeutung sind und möglicherweise für neue Therapieansätze in Frage kommen könnten.