Martin Oudega, University of Pittsburgh School of Medicine, Departments of Physical Medicine and Rehabilitation, Neurobiology and Bioengineering, Pittsburgh , USA

Verbessert ein Hydrogel als Trägersubstanz die Wirkung von Knochenmarksstammzellen bei der Reparatur des verletzten Rückenmarks?

Gefördert in: 2013, 2014, 2015, 2016


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Problem: die Sekundärschädigung nach Rückenmarksverletzung ist für einen zusätzlichen Gewebe und Funktionsverlust verantwortlich

Ansatz: Transplantation eines Hydrogel als Trägersubstanz für Knochenmarksstammzellen

Ziel: eine funktionsschützende, neuroprotektive  Therapiestrategie  

 

Eine Rückenmarksverletzung verursacht häufig bis heute nicht heilbare Funktionsverluste. Die akute Schädigung führt neben der Zerstörung von Nervengewebe auch zur Zerreißung von anderen Gewebestrukturen wie Blutgefäßen. Eine Kaskade von entzündlichen Gewebereaktionen wird in Gang gesetzt (Neuroinflammation), die zu weiterem Zelltod und Untergang von Myelinscheiden führt (sekundäre Schädigung). Diese Sekundärschädigung ist für den zusätzlichen Gewebe- und  Funktionsverlust verantwortlich. Während die primäre Schädigung durch den Unfall nicht zu  verhindern ist, könnte die Minimierung der sekundären Schädigung eine funktionsschützende Therapiestrategie darstellen.

In Tierversuchen wurde gezeigt, dass die Transplantation von Stammzellen aus dem Knochenmark (BMSCs - bone marrow derived stem cells) in das verletzte Rückenmark die Sekundärschädigung begrenzen könnte. Bisher war dieser neuroprotektive Effekt limitiert durch die kurze Überlebensdauer der BMSCs, sie sterben kurze Zeit nach der Transplantation in das Rückenmark ab.

Dr. Oudega’s Arbeitsgruppe fand, dass die Substanz ESHU (Poly(ethylenglycol)-poly(serinol hexamethylene urethane) das Überleben der BMSCs verbessert und zu den sekundären Gewebeschaden
reduziert. ESHU ist eine wasserlösliche Substanz, die bei 37°C geliert und sich nach Transplantation in das Rückenmark dem Verletzungsort anpasst. ESHU kann außerdem mit weiteren Wirkstoffmolekülen gekoppelt werden. Wie ESHU die Überlebenszeit von BMSCs verbessert ist nicht bekannt. Die Hypothese ist, dass die antioxidative Wirkung von ESHU für die  verlängerte Überlebenszeit verantwortlich ist.
Das Projekt untersucht,

  • inwieweit ESHU antioxidative Effekte ausübt, die das bessere Überleben des BMSCs im verletzten Rückenmark verantwortlich sind,
  • ob die Koppelung von ESHU mit weiteren Wirkstoffmolekülen die Überlebenszeit vom BMSCs verbessern kann und zu einer besseren Erholung führt

Das Projekt will mit grundlegenden Erkenntnissen zu der Therapiestrategie mit BMSCs einen wesentlichen Beitrag für die weitere Entwicklung  leisten.