In-vitro Untersuchungen zum Glioblastom-induzierten Tropismus und zur Migrationsfähigkeit humaner mesenchymaler Progenitorzellen des Knochenmarks

Das Glioblastoma multiforme ist ein maligner hirneigener Tumor mit einer bislang infausten Prognose. Humane mesenchymale Progenitorzellen des Knochenmarks (hMSC) zeigen in-vitro und in-vivo einen ausgepragten glioblastom¬induzierten Tropismus. Sie sind einfach in der Handhabung, weil sie leicht zu gewinnen, in Kultur zu vervielfaltigen und anschliesend autolog zu transplantieren sind. Diese Eigenschaften machen hMSC zu vielversprechenden Kandidaten fur eine zellbasierte Gentherapie des Glioblastoms. Die molekularen Mechanismen, welche zu der gerichteten Migration der hMSC hin zu den Glioblastomzellen fuhren und die biologischen Wechselwirkungen zwischen Stammzellen und Tumorzellen sind bisher kaum verstanden. Um erste Einblicke in diese Wechselwirkungen zu erlangen, wurden im Rahmen des vorliegenden Promotionsvorhabens in-vitro Untersuchungen zu den Grundlagen des glioblastominduzierten Tropismus von hMSC durchgefuhrt. Die Fragestellung befasste sich insbesondere damit, welche Chemokine an der Vermittlung der glioblastomgerichteten Migration von hMSC beteiligt sind. Hierzu wurden Migrationsversuche mit einer modifizierten Boyden Kammer durchgefuhrt, wobei zunachst einige bekannte glioblastomassoziierte Chemokin-kandidaten (IL-8, NT-3, TGF-s1, EGF, CNTF, GDNF, PDGF und BDNF) getestet wurden. Eine signifikante chemotaktische Eigenschaft auf hMSC wurde hierbei fur IL-8, TGF-s1 und NT-3 beobachtet. Die promigratorische Wirkung dieser drei Chemokine erwies sich hierbei als konzentrationsabhangig. Im Weiteren wurde nachgewiesen, dass die bekannte chemotaktische Wirkung von glioblastom-konditioniertem Medium auf hMSC durch die Zugabe von IL-8, TGF-s, beziehungs¬weise NT-3 neutralisierenden Antikorpern signifikant reduziert wird. Somit konnte funktionell nachgewiesen werden, dass diese Chemokine tatsachlich eine Rolle beim glioblastominduziertem Tropismus der hMSC spielen. Erganzend wurde mittels Immunfluoreszenzfarbung die Expression der entsprechenden Chemokin¬rezeptoren auf den hMSC nachgewiesen und die Sekretion der Chemokine durch die Glioblastomzellen mittels ELISA quantifiziert. Aus Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe ist bekannt, dass auch VEGF-A eine chemotaktische Wirkung auf hMSC besitzt. Wie VEGF-A werden auch IL-8, TGF-s1 und NT-3 von Glioblastomen uberexprimiert. Zudem wird uber diese Chemokine die Neoangiogenese jener Tumore vermittelt. Dies fuhrt zu der Hypo-these, dass Glioblastome die Migration der hMSC aus dem peripheren Blut in das Tumorgebiet uber angiogenetische Signalwege vermitteln. Damit konnten hMSC an dem Prozess der Angiogenese des Glioblastoms beteiligt sein. Ein genaues Verstandnis des moglichen Beitrages von hMSC zum Glioblastomwachstum ist eine unabdingbare Voraussetzung fur ihre mogliche klinische Anwendung als gentherapeutische Vektoren beim Menschen. Deshalb mussen zukunftig neben weiteren in-vitro vor allem in-vivo Studien mit Langzeit-beobachtungen im Tiermodell durchgefuhrt werden. In diesen Studien sollten die Auswirkungen einer Transplantation nativer hMSC einerseits und genetisch modifizierter therapeutischer hMSC andererseits auf das Glioblastomwachstum untersucht werden. Die vielversprechenden Ergebnisse der bisher vorliegenden Arbeiten lassen hoffen, dass in nicht allzu ferner Zukunft eine bessere Therapie fur Patienten mit Glioblastom gefunden werden kann.