Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

MR-Bildgebung von Stammzelltransplantationen in arthritischen Gelenken

Heike E. Daldrup-Link und Hossein Nejadnik

Etwa 43 Millionen Menschen in den USA leiden derzeit an Behinderungen aufgrund von Arthritis. Knorpelschäden sind die Hauptursache für Schmerzen in den betroffenen Gelenken. Die derzeitigen Behandlungen lindern zwar einige der klinischen Symptome, erweisen sich jedoch als unzureichend, um den zugrunde liegenden irreversiblen Knorpelverlust zu heilen. Stammzellen stellen eine einzigartige Quelle für die Wiederherstellung von Knorpelschäden dar. Derzeit werden präklinische und klinische Studien durchgeführt, um das Potenzial verschiedener Arten von Stammzellen und aus Stammzellen gewonnenen Chondrozyten zur Reparatur arthritischer Gelenke zu untersuchen. Eine große Herausforderung bei allen Ansätzen zur Geweberegeneration durch Stammzellen ist der Tod der transplantierten Zellen, die vom Immunsystem beseitigt werden. Unsere derzeitige Unfähigkeit, eine erfolgreiche oder erfolglose Transplantation transplantierter Zellen nicht-invasiv in vivo zu diagnostizieren, stellt einen großen Engpass für die Entwicklung erfolgreicher Stammzelltherapien dar. Im letzten Jahrzehnt wurden zahlreiche nicht-invasive Magnetresonanztomographietechniken (MR) entwickelt, die eine empfindliche In-vivo-Erkennung von Matrix-assoziierten Stammzellimplantaten (MASI) und eine frühzeitige Diagnose der damit verbundenen Komplikationen ermöglichen. Während unser Team sich zunächst auf die erfolgreiche Nutzung zellulärer MR-Bildgebungsverfahren mit leicht anwendbaren superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (SPIO) konzentrierte, begann es, Details zu beobachten, die die klinische Umsetzung erleichtern würden. Daher begannen wir mit einer breiteren Anstrengung, einen umfassenden Satz neuer, klinisch anwendbarer Bildgebungsverfahren für Stammzelltransplantationen bei Patienten zu definieren. Wir entwickelten sofort klinisch anwendbare Nanopartikel-Markierungstechniken zur Verfolgung von Stammzelltransplantationen mit MR-Bildgebung; wir haben die langfristigen MR-Signaleffekte von mit Eisenoxid-Nanopartikeln markierten MASI in vivo ausgewertet; und wir haben unterschiedliche Signaleigenschaften von markierten lebensfähigen und apoptotischen MASI definiert. Dieser Übersichtsartikel bietet einen Überblick über diese Bemühungen und diskutiert wichtige Implikationen für die klinische Umsetzung.