Zeitschrift für Zellwissenschaft und Therapie
Offener Zugang

Abstrakt

In-vivo-Biokompatibilitätstests eines mit menschlichen Urothelzellen besiedelten Kollagenzellträgers an Ratten

Lisa Daum, Sabine Maurer, Martin Vaegler and Karl-Dietrich Sievert

Gewebetechnisch hergestelltes, matrixstabilisiertes autologes Urothel ist eine neue Option für die Harnröhrenrekonstruktion, insbesondere für Patienten, für die andere autologe Transplantate nicht verfügbar sind. Die In-vitro-Herstellung von Urothelgewebe erfordert Biomaterialien als Zellträger, die die Stabilität zellbasierter Implantate erhöhen. Ziel dieser Studie war es, einen neuen hochstandardisierten, industriell hergestellten Zellträger auf Basis von Rinderkollagen Typ I (CCC) auf seine Eignung als Trägermatrix für humane Urothelzellen (HUC) zu untersuchen. Als In-vivo-Biokompatibilitätstest sollte das Verhalten und der Abbau dieser Implantate in einem Nacktmausmodell nachgewiesen werden. Expandierte HUC aus Gewebebiopsien wurden phänotypisch mittels Immunzytochemie analysiert und auf CCC ausgesät. Für die In-vivo-Anwendung wurde CCC mit PKH26-markiertem HUC in hoher Dichte ausgesät und Konstrukte wurden auf den Musculus rectus abdominis von Nacktmäusen implantiert. Integration, Zellüberleben und Abbau der Urothel-Matrix-Implantate wurden nach 1, 2 und 4 Wochen untersucht. Die immunhistologische Charakterisierung der mehrschichtigen Urothel-Matrix-Konstrukte erfolgte für AE1/AE3 und p63 (Epithel-Phänotyp), CK20 (Differenzierung) sowie E-Cadherin und ZO-1 (Verbindungsbildung). Die immunzytochemische Färbung zeigte den urothelialen Charakter der isolierten Zellen und das Fehlen von Fibroblasten und Muskelzellen. Bei zwölf Nacktmäusen integrierten sich die Urothel-Matrix-Implantate gut in das Wirtsgewebe, wobei keine Entzündung beobachtet wurde. Die Immunfluoreszenzanalyse bestätigte den Epithel-Phänotyp, die Adhäsion und die Bildung enger Verbindungen, die homogene mehrschichtige Bildung geschichteter HUC-Kulturen sowie den Urothel-Phänotyp und die Differenzierung in vitro. Die CCC-Matrix zeigte zusätzlich eine vielversprechende Biokompatibilität, die in einem Nacktmausmodell untersucht wurde. Somit belegt diese Studie die hervorragende Eignung von CCC als Matrix für Urothelzellen und empfiehlt dessen Einsatz im Großtiermodell im Hinblick auf die klinische Anwendung.