Patrick Hundsdörfer
Dr. med.
Die Rolle Stroma-assoziierter Faktoren bei der Expansion hämatopoetischer
Stammzellen
Geboren am 02.04.1971 in Bonn
Reifeprüfung am 09.06.1990 in Bonn
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom SS 1991 bis SS 1998
Physikum am 24.03.1993 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Heidelberg und Zürich
Staatsexamen am 13.5.1998 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Doktorvater: Prof. Dr. med. W. J. Zeller
Hämatopoetische Stammzellen werden ins periphere Blut mobilisiert und durch eine
Leukapherese separiert, um durch Reinfusion die häufigste Nebenwirkung der meisten
Zytostatika, die Myelotoxizität, zu mindern. Mobilisierte Blutvorläuferzellen bewirken nach
Transplantation in einem mittels zytotoxischer Therapie konditioniertem Empfänger eine
Wiederherstellung der Blutbildung in etwa 14 Tagen. Ziel dieser Untersuchungen war es, zum
einen durch Depletion von kontaminierenden Tumorzellen, zum anderen durch
Beschleunigung der Kurzzeitrekonstitution bei Wahrung der Langzeitrekontitution, die
Qualität des Transplantates zu verbessern.
Tumorzellen, die das Transplantat kontaminieren, können entfernt werden, indem man die
Tumorzellen direkt entfernt oder die das CD34 -Antigen exprimierende Stammzellpopulation
isoliert. Es wurde untersucht, ob durch die Kombination dieser beiden Verfahren bei Non-
Hodgkin-Lymphomen eine höhere Lymphomzelldepletion erzielt werden kann, als mit CD34+
-Selektionsverfahren allein. Die Kombination von immunomagnetischer B-Zell-Depletion mit
CD34+ -Selektion mittels Biotin-Avidin-Immunoabsorption führte zu einer signifikant (p <
0,02) höheren Lymphomzelldepletion gegenüber alleiniger CD34+ -Selektion (log 4,32 ± log
0,15 vs. log 3,02 ± log 0,30), während dies für die Kombination von B-Zell Depletion und
immunomagnetischer CD34+ -Selektion nicht beobachtet wurde.
Die Reifung und Differenzierung menschlicher Stammzellen kann durch In-vitro-Kultur unter
Zusatz humaner Zytokine induziert werden. Mit solcherart vorgereiften Stammzellen versucht
man die Rekonstitutionszeit zu verkürzen. Um die terminale Differenzierung der Stammzellen
wärend der In-vitro-Kultur zu vermeiden und deren Potential zur Langzeitrekonstituion zu
bewahren, erscheint für die In-vitro-Kultur eine Kombination von proliferationstimulierenden
und -inhibierenden Zytokinen wie Interleukin-3 (IL-3) und Macrophage inflammatory
protein-1α (MIP-1α) geeignet. Es wurde untersucht, ob durch Zusatz durch
Knochenmarkstroma konditionierten Mediums die Zahl der Zellen mit
Langzeitrekonstitutionscharakteristika gegenüber nur in IL-3 und MIP-1α kultivierten oder
nativen Zellen erhöht werden kann.
Zunächst wurde der CAFC-Assay, durch den die Frequenz der Zellen mit Kurz- und
Langzeitrekonstitutionscharakteristika in einer Zellpopulation ermittelt werden kann, durch
den Vergleich mit Rekonstitutionsdaten von Patienten validiert. Es wurde eine inverse
Korrelation (p=0,026) zwischen der Anzahl der transplantierten CAFC-Woche-2-Zellen und
der Zeit bis zum Wiederanstieg der Thrombozytenwerte im Menschen, die als Marker für die
hämatopoetische Rekonstitution in vivo gilt, gezeigt. Damit können CAFC-Ergebnisse von
Stammzellpopulationen nach Flüssigkultur in Stroma-konditioniertem Medium als Parameter
für die Beurteilung der Rekonstitutionsfähigkeit des Transplantates dienen.
Im Verlauf der 7-tägigen Kultur CD34+ -selektierter Zellen in IL-3, MIP-1α und FBMD-1
konditioniertem Medium wurde ein Abfall phänotypisch primitiver Stammzellen (CD34-
hochexprimierende Zellen, CD34+/CDw90+ -Zellen) beobachtet. Die funktionelle Analyse im
CAFC -Assay zeigte jedoch sowohl eine Proliferation der Zellen mit Kurz- als auch der mit
Langrekonstitutionscharakteristika. Zukünftige Transplantationsstudien sollten zeigen, ob in
vivo durch Transplantation solcherart stimulierter Stammzellen eine Verkürzung der
Rekonstitutionszeit bei Wahrung der Langzeitrekonstitution erreicht werden kann, wie durch
die Ergebnisse dieser Arbeit nahegelegt wird.
