Zeitschrift für Zellwissenschaft und Therapie
Offener Zugang

Abstrakt

Nicht-myeloablative Knochenmarkstammzelltransplantation zur Myodystrophietherapie bei mdx-Mäusen

VM Mikhailov, AV Sokolova, VV Kravtsova, VV Zenin, EV Kaminskaya, NA Timonina und II Krivoi

Hintergrund: Mdx-Mäuse sind ein experimentelles Modell der nicht heilbaren monogenen Muskeldystrophie Duchenne (DMD). Hoffnung auf eine Heilung besteht insbesondere, aber nicht ausschließlich, in der Stammzellentherapie. Die Analyse mehrerer experimenteller Ergebnisse zeigt, dass die intramuskuläre Transplantation verschiedener Zelltypen unterschiedlichen Ursprungs mit Stammzelleneigenschaften mutierte quergestreifte Muskelfasern (SMF) nicht in Wildtyp-SMF umwandeln kann. Man kam zu dem Schluss, dass nur der Ersatz von mutiertem Knochenmark (BM) durch Wildtyp-BM-Zellen mutierte SMF in Wildtyp-SMF umwandeln kann. Leider führte eine Röntgenbestrahlung von mdx-Mäusen mit einer tödlichen Dosis von 11, 7 oder 5 Gy, gefolgt von einer Transplantation von wilden C57BL/6-Mäuse-BM-Zellen, nicht zu einer Steigerung der SMF-Dystrophinsynthese. Ziel dieser Studie war die Analyse der Dystrophinsynthese durch quergestreifte Muskeln von mdx-Mäusen nach einer Röntgenbestrahlung mit einer Dosis von 3 Gy, gefolgt von einer Transplantation von C57BL/6-Knochenmarkzellen. Außerdem untersuchen wir die Reparatur der Struktur von NMJs der Zwerchfellmuskelfasern. Um die funktionelle Bedeutung der beobachteten strukturellen Veränderungen der NMJs zu bestätigen, wurde auch eine Untersuchung des Ruhemembranpotentials der NMJs der Zwerchfellmuskelfasern durchgeführt. Methoden: 1–1,5 Monate alte mdx-Mäuse wurden mit einer Röntgendosis von 3 Gy bestrahlt. Am nächsten Tag wurden frisch zubereitete BM-Zellen in einer Menge von (15–20) x 106 Zellen pro Maus intravenös injiziert. Die Tiere wurden 2, 4 und 6 Monate nach der Transplantation untersucht. Jede experimentelle Mäusegruppe umfasste 3–8 Tiere. Untersucht wurden Musculus quadriceps femoris und Zwerchfellmuskelfasern mit ihren Nerven-Muskel-Verbindungen (NMJs). Zur Registrierung von Chimären wurde eine spezielle Studie mit Transplantation von GFP-positiven C57BL/6-BM-Zellen in mdx-Mäuse nach 3-Gy-Bestrahlung durchgeführt. Nach 6 Monaten wurden BM-Zellen von den langen Knochen getrennt und Ausstriche vorbereitet. Nach der Carbinolfixierung wurden die Ausstriche mit Propidiumiodid gefärbt und unter einem Konfokalmikroskop LSM 5 Pascal (Carl Zeiss, Deutschland) untersucht, um den Anteil der GFP-positiven Zellen im Verhältnis zur Gesamtmenge der Kernzellen zu zählen. Ergebnisse: Wir beobachteten ein stabiles Wachstum der Dystrophinsynthese nach nichtletaler Röntgenbestrahlung mit einer Dosis von 3 Gy. Der Anteil der Dystrophin-positiven SMF von M. quadriceps femoris stieg nach der Transplantation von 1 % auf 4 % (2 Monate), 12 % (4 Monate) und 27 % (6 Monate) an. Das Wachstum der Dystrophinsynthese ging mit einer Abnahme des SMF-Todesniveaus, einer Zunahme des Anteils der SMF ohne zentralen Kern auf bis zu 22 %, einer Ansammlung von MNJ-Zweigen und einer Reparatur von Ruhemembranpotentialen einher. Der Anteil GFP-positiver Zellen an allen Zellen mit Kern in den Knochenmarksabstrichen von chimären GFP-transplantierten mdx-Mäusen betrug 6 Monate nach der Transplantation 3,3 ± 0,8 %, was auf die chimäre Natur der Mäuse hinweist. Schlussfolgerung: Die nicht-myeloablative Knochenmarkszelltransplantation von mdx-Mäusen nach Röntgenbestrahlung mit 3 Gy geht mit der Bildung von Chimären einher.stabiles Wachstum der Dystrophinsynthese und Reparatur der Struktur und Funktion von NMJs.