Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Erfolgreiche Induktion pluripotenter Stammzellen aus einem Fabry-Krankheits-Mausmodell: Auf dem Weg zur Entwicklung einer sicheren lentiviralen Gentherapie

Makoto Yoshimitsu, Koji Higuchi, Naomichi Arima, Jeffrey A Medin und Toshihiro Takenaka

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) gelten heute als wertvolles Mittel zur Zellreparatur durch autologe Transplantation. Diese Zellen werden aus somatischen Zellen durch Induktion der Transkriptionsfaktoren Oct-3/4, Klf4 und Sox2 gewonnen. In dieser Studie gelang es uns, iPS-Zellen aus den Schwanzspitzenfibroblasten einer α-Galaktosidase-A-Knockout-Maus, einem bekannten Fabry-Mausmodell, zu gewinnen. Diese Fabry-iPS-Zellen zeigten einen embryonalen Stammzellphänotyp (ES-Zellphänotyp), der durch die Expression von SSEA-1, erhöhte alkalische Phosphataseaktivität, Stilllegung des retroviralen Transgens und Bildung embryoider Körper (EB) gekennzeichnet war. Die subkutane Inokulation von Fabry-iPS-Zellen in Nacktmäuse führte zur Bildung von Teratomen. Am Tag 6 zeigten EBs im Differenzierungsmedium eine hämatopoetische linienspezifische Genexpression. Darüber hinaus beobachteten wir eine spontane Kontraktion von EBs, die 5–7 Tage lang auf OP9-Stromazellen kultiviert wurden. RT-PCR zeigte, dass verschiedene kardiale Markergene wie Nkx2.5, Gata4, Tnnt2 (kardiales Troponin T) und Mlc2a in Differenzierungskulturen von Fabry-iPS-Zellen stärker exprimiert wurden als in Kontroll-Feederzellen. Um ihren potenziellen Einsatz für die Gentherapie zu beurteilen, wurde eine lentivirale Transduktion von Fabry-iPS-Zellen mit α-Galactosidase-A-cDNA, dem therapeutischen Gen für die Fabry-Krankheit, durchgeführt. Diese Transduktion führte zu einer erhöhten intrazellulären und sezernierten α-Galactosidase-A-Aktivität. Das ES-zellspezifische Genexpressionsprofil blieb durch den lentiviralen therapeutischen Gentransfer mehr als 30 Tage nach der Transduktion unverändert. Diese Erkenntnisse zeigen, dass Fabry-iPS-Zellen leicht erhältlich und für die Verwendung in der Gentherapie geeignet sind.