Die Funktion endothelialer Progenitorzellen (EPC) bei Sepsis und ARDS
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Endotheliale Progenitorzellen (EPC) sind sowohl unter gesunden als auch unter pathophysiologischen Bedingungen eng in die Aufrechterhaltung der vaskulären Homöostase involviert. Da das spezifische Charakteristikum der Sepsis und insbesondere des ARDS die mikro vaskuläre Störung ist, war es Ziel der Untersuchungen des vorliegenden Projektes, mögliche therapeutische Effekte einer erhöhten Zahl zirkulierender EPC bei Sepsis und ARDS zu analysieren. Aus jüngst publizierten eigenen und fremden Untersuchungen ist bekannt, das das Vermögen, EPC vermehrt zu rekrutieren, mit einer erhöhten Überlebensrate und einem erniedrigtem Entzündungsstatus einhergeht. Es wurde das Modell eines ARDS bei der Ratte, induziert durch die intratracheale Applikation von LPS gewählt. Schwierigkeiten in der Technik einer umfassenden Benetzung des gesamten Lungengebietes und in der Dosisermittlung, dass die Tiere zwar krank sind, aber einen längeren Beobachtungszeitraum überleben, führten zur Verzögerung des Versuchsbeginns. Dagegen war die Gewinnung von CD133-positiven Progenitorzellen aus dem KM ohne unerwartete Komplikationen über eine Magnetsäule möglich. Die Ratten, welche EPC zusätzlich zum LPS erhielten, zeigten über den Beobachtungszeitraum von 3 Tagen eine deutlich höhere Überlebensrate, einen verminderten Entzündungsstatus im Aligemeinen (signifikant reduzierte Zyokinspiegel) und in der Lunge (signifikant reduzierte Zell infiltration und Adhäsionsmolekülexpression) sowohl einen verbesserten Oxygeniemngsstatus (erhöhte Sauerstoffsättigung). Dies ist identisch zu den Ergebnissen aktueller Veröffentlichungen anderer Arbeitsgruppen. Über einen längeren Beobachtungszeitraum von 10 Tagen waren diese Effekte allerdings nicht mehr sichtbar. Dies könnte darin begründet sein, das sowohl LPS als auch die EPC nur einmalig appliziert wurden und eine Genesung der Tiere ohne weitere Störung oder Zerstörung der alveolär-kapillären Membran eingetreten ist. Obwohl die Mechanismen in vielen Punkten noch nicht geklärt sind, ist gesichert, dass EPC oder pluripotente Knochenmarkszellen (weiter anhaltende kontroverse Diskussionen über eindeutige endotheliale Marker bei Progenitorzellen) ins geschädigte Gewebe migrieren, adhärieren, sich auch differenzieren und antiinflammatorische und Gefäß-reparierende Effekte in vitro, aber auch im Tierversuch in vivo induzieren. Die Aufklärung dieser Mechanismen, die weitere Aufklärung der Differenzierung der klinisch relevanten Knochenmarkszellen und die Evaluierung von Möglichkeiten einer therapeutischen EPC-Erhöhung müssen in naher Zukunft wichtige Forschungsziele sein.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Increased levels of circulating endothelial progenitor cells in patients with Moyamoya disease. Stroke 2009: 40:432-438
Rafat N, Beck G, Penia PG, Schmiedeck P, Vajkoczy P
- Circulating endothelial progenitor cells are increased in human lung cancer and correlate with stage of disease. Eur J Cardiothorac Surg 2010, 37: 758-763
Nowak K, Rafat N, Belle S, Hanusch C, Hohenberger P, Beck G
- Circulating endothelial progenitor cells in malignant gliomas. J Neurosurg 2010; 40: 43-49
Rafat N, Beck G, Schulte J, Tuettenberg J, Vajkoczy P
