Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Aus Muskeln gewonnene Stammzellen stimulieren die Reparatur von Muskelfasern und wirken der Fettinfiltration in einem diabetischen Mausmodell mit kritischer Extremitätenischämie entgegen

Tsao J, Kovanecz I, Awadalla N, Gelfand R, Sinha-Hikim I, White RA und Gonzalez-Cadavid NF

Hintergrund: Kritische Extremitätenischämie (CLI) betrifft Patienten mit Typ-2-Diabetes (T2D) und Fettleibigkeit, mit hohem Amputationsrisiko und postoperativer Mortalität und ohne wirksame medizinische Behandlung. Die Stammzellentherapie, hauptsächlich mit mesenchymalen Knochenmarks-, Fettgewebe-, Endothel-, hämatopoetischen und Nabelschnurstammzellen, ist in CLI-Maus- und Rattenmodellen vielversprechend und befindet sich in klinischen Studien. Ihr allgemeiner Fokus liegt auf der angiogenen Reparatur, wobei keine Berichte über die Linderung von Nekrose, Lipofibrose und Myofaserregeneration im ischämischen Muskel oder die Verwendung von aus Muskeln gewonnenen Stammzellen (MDSC) allein oder in Kombination mit pharmakologischen Adjuvantien im Zusammenhang mit CLI bei T2D vorliegen.

Methoden: Mithilfe eines T2D-Mausmodells einer CLI, die durch eine schwere einseitige Ligatur der Femoralarterie hervorgerufen wurde, testeten wir: a) die Reparaturwirksamkeit von in den ischämischen Muskel implantierten MDSCs und die Auswirkungen der gleichzeitigen intraperitonealen Verabreichung eines Stickoxid-Generators, Molsidomin; und b) ob MDSCs ihre eigenen Reparatureffekte teilweise zunichtemachen können, indem sie die Expression von Myostatin stimulieren, dem wichtigsten lipofibrotischen Wirkstoff im Muskel und Inhibitor der Muskelmasse.

Ergebnisse: MDSC: a) verringerte Mortalität und b) im ischämischen Muskel erhöhte Stammzellzahl und zentrale Myofaserkerne, verringerte Fettinfiltration, Myofibroblastenzahl und Myofaserapoptose und erhöhte glatte Muskel- und Endothelzellen sowie neurotrophe Faktoren. Der Gehalt an Myosin Heavy Chain 2 (MHC-2)-Myofasern wurde nicht wiederhergestellt und Kollagen wurde in Verbindung mit einer Myostatin-Überexpression erhöht. Die Ergänzung von MDSC mit Molsidomin konnte die positiven Effekte von MDSC nicht stimulieren, abgesehen von einer gewissen Verringerung der Myostatin-Überexpression. Molsidomin allein war ziemlich wirkungslos, abgesehen von der Hemmung der Apoptose und der Myostatin-Überexpression.

Schlussfolgerungen: MDSC verbesserte die CLI-Muskelreparatur, aber Molsidomin stimulierte diesen Prozess nicht. Die Kombination von MDSC mit Anti-Myostatin-Ansätzen sollte untersucht werden, um die MHC-Zusammensetzung der Myofasern wiederherzustellen.