Im Falle von Schädigungen besitzt die Leber ein sehr hohes Potential zur Regeneration. Diese Fähigkeit beruht sowohl auf der Proliferation von Hepatozyten, als auch, im Fall von verschiedenen Erkrankungen, auf der Proliferation und Differenzierung von Vorläuferzellen. In den letzten Jahren wurden vermehrt Anstrengungen unternommen, dieses Potential der Leberzellen für ihren Einsatz als ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Im Falle von Schädigungen besitzt die Leber ein sehr hohes Potential zur Regeneration. Diese Fähigkeit beruht sowohl auf der Proliferation von Hepatozyten, als auch, im Fall von verschiedenen Erkrankungen, auf der Proliferation und Differenzierung von Vorläuferzellen. In den letzten Jahren wurden vermehrt Anstrengungen unternommen, dieses Potential der Leberzellen für ihren Einsatz als Lebertherapeutikum zu nutzen. Da jedoch humane Hepatozyten in Kultur nicht vermehrt werden können und ihre Gewinnung in ausreichender Anzahl und Qualität in direkter Konkurrenz zur Lebertransplantation steht, verlagerte sich der Schwerpunkt der Forschung in Richtung von leberresidenten Vorläuferpopulationen. In verschiedenen immunhistologischen Studien konnten Zellpopulationen in der adulten humanen Leber identifiziert werden, die in der Lage sind zu proliferieren und die einen bipotenten Charakter besitzen und damit eine geeignete Quelle zur Zelltransplantation darstellen könnten. Ziel dieser Arbeit war es, eine derartige Zellpopulation in der humanen Leber zu identifizieren, die Zellen zu isolieren und sie bezüglich ihrer Vorläufereigenschaften zu charakterisieren. Als Ausgangszellpopulationen wurden zunächst aus humanen Leberteilresektaten mittels mechanischer Zerkleinerung des Gewebes und einem enzymatischen Verdau mit Collagenase/Pronase und DNase nichtparenchymale Zellfraktionen gewonnen und auf ihre Zusammensetzung charakterisiert. Dabei zeigte sich, dass in diesen Zellfraktionen neben hepatischen Zellpopulationen auch Zellen mit unterschiedlichen hematopoietischen Markern (CD34, CD90 und CD117) zu finden waren, die in bereits in verschiedenen histologischen Färbungen als Marker für hepatische Vorläuferzellen identifiziert wurden. Aus diesen nichtparenchymalen Zellpopulationen wurden CD90 (Thy-1) positive Zellen über eine immunmagnetische Markierung und Reinigung isoliert. Es zeigte sich, dass aus regenerierendem Gewebe signifikant höhere Ausbeute an CD90 Zellen erzielt werden konnten als aus nicht-regenerierendem Gewebe, was auf einen Zusammenhang dieser Zellen mit der Leberregeneration hinweist. Mittels PCR und immunhistochemischen Färbungen konnte gezeigt werden, dass diese Zellpopulationen sowohl Vorläufermarker (CD34, CD117, Chromogranin A, CK14, Nestin, OV6, M2-PK) als auch hepatische (Albumin, CK18, HepPar1) und biliäre (CK19) Differenzierungsmarker exprimierten und somit bipotenten Charakter besitzen. In verschiedenen Zellkulturmodellen konnte das Potential dieser Zellen zur Proliferation und Differenzierung nachgewiesen werden. Mittels PCR konnte am Ende der Kultur eine Abnahme von frühen Vorläufermarkern (CK14, Nestin) und eine Zunahme von späten Vorläufermarkern (Chromogranin A) und hepatischen Differenzierungsmarkern (CK18, CK19, CK7) nachgewiesen werden, was auf eine beginnende, aber nicht vollständige Differenzierung der Zellen hinweist. In dieser Arbeit ist es gelungen, eine Vorläuferzellpopulation der Leber zu identifizieren, zu isolieren und in nicht-differenzierter Form in Zellkultur zu expandieren. Damit wurde eine entscheidende Grundlage geschaffen, durch Kultur und Kryokonservierung dieser Zellen ausreichende Zellzahlen für ihre weitere Charakterisierung in experimentellen Transplantationen zur Verfügung zu stellen.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In the case of damages, the capacity of the liver to regenerate is very high. This ability is based on the proliferation of hepatocytes as well as, in the case of different diseases, on the proliferation and differentiation of progenitor cells. During the last years, increased efforts were undertaken, to use this potential of the liver cells for their use as therapeutic agents. Since human ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
In the case of damages, the capacity of the liver to regenerate is very high. This ability is based on the proliferation of hepatocytes as well as, in the case of different diseases, on the proliferation and differentiation of progenitor cells. During the last years, increased efforts were undertaken, to use this potential of the liver cells for their use as therapeutic agents. Since human hepatocytes cannot be propagated in culture and their retrieval in a sufficient quantity and quality present a direct competition to liver transplantation, the main focus of research switched to liver resident progenitor cell populations. In different immunohistochemical studies cell populations could be detected in the adult human liver, that were able to proliferate and showed a bipotent character and thus could represent and adequate cell population for cellular transplantation. The aim of this study was to identify such a cell population in the adult human liver, to isolate these cells and to characterize them for their potential as progenitor cells. As an initial population, nonparenchymal cell fractions were attained from human liver resections via a mechanical dissection of the tissue and an enzymatic digestion with collagenase/pronase and DNase, and characterized with regard to their composition. It could be shown that besides hepatic cell populations cells with different hematopoietic progenitor markers (CD34, CD90 and CD117), that had been identified as markers for hepatic progenitor cells in different stainings, were present in these fractions. From these cell populations, CD90 (Thy-1) positive cells were isolated by immunomagnetic labeling and purification of the cells. It could be shown, that significantly more cells could be isolated from regenerating tissue compared to non-regenerating tissue, a fact that proves a coherence of these cells with liver regeneration. With PCR and immunohistochemical stainings it could be shown that these cells expressed progenitor markers (CD34, CD117, Chromogranin A, CK14, Nestin, OV6, M2-PK) as well as hepatic (albumin, CK18, HepPar1) and biliary (CK19) differentiation markers and thus have a bipotent character. In different cell culture models the potential of these cells to proliferate and differentiate could be demonstrated. Via PCR a decrease of early progenitor markers (CK14, Nestin) and an increase of late progenitor markers (chromogranin A) and hepatic differentiation markers (CK18, CK19, CK7) could be detected at the end of the culturing period, which indicates a starting but not complete differentiation of the cells. This study succeeded in identifying and isolating a progenitor population of the liver and to expand these cells in a non-differentiated mode in cell culture. This established a decisive foundation to make these cells available in larger amounts by culturing and cryoconservation for a further characterization of these cells in experimental transplantations.
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