Funktionelle Charakterisierung CD34, AC133 und CD164 selektierter, hämatopoetischer Stammzellpopulationen in vitro

Abstract

Bis heute ist die eindeutige Identifizierung hämatopoetischer Stammzellen nicht gelungen. In dieser Arbeit sollten mit Hilfe von in vitro assays (CAFC- und CFU-assay) phänotypisch charakterisierte Zellpopulationen verglichen werden, die möglicherweise als frühe Vorläuferzellen betrachtet werden können. In einer ersten Versuchsreihe wurden CD34pos und AC133pos Zellpopulationen nativ und nach vier beziehungsweise sieben Tagen ex vivo-Kultivierung untersucht; in einer zweiten Versuchsreihe wurden noch primitivere LinnegCD34neg Stammzellkandidaten analysiert, die in eine CD164neg und eine CD164pos Subpopulation geteilt worden waren. Aus den Untersuchungen der CD34pos und AC133pos Zellen konnte geschlossen werden, daß die durch den Antikörper AC133 charakterisierten Zellen einer unreiferen Population angehören als die heterogenen CD34pos Zellen. Die ex vivo Expansion der beiden Zellpopulationen in mit SCF, Flt-3-Ligand und Tpo ergänzten serumfreien Medien hatte keine Auswirkung auf die Frequenz der in vitro nachweisbaren Stammzellen. In den Untersuchungen der CD34neg Zellen konnten unter den hier gewählten Bedingungen weder CD34negCD164neg noch CD34negCD164pos Zellen im CAFC- oder CFUAssay nachgewiesen werden; diese Daten bestätigen und ergänzen bereits veröffentlichte Ergebnisse. Die gleichzeitig in Kooperation mit E. Zanjani durchgeführten Transplantationen der CD34negLin neg Zellpopulationen zeigen jedoch ein Engraftment vor allem der CD34negCD164pos Zellen im fetalen-Schaf-Modell. In vitro-Methoden scheinen somit für unreifere als CD34pos Zellen nicht adäquat. CD34neg Linneg Zellen lassen sich unter den bisher verwendeten ex vivo Bedingungen nicht untersuchen. Um weitere Aussagen über diese Zellen treffen zu können, müssen in vivo-Modelle wie zum Beispiel das fetal-sheep-Modell oder die Transplantation derartiger Zellen in NOD/SCID-Mäuse herangezogen werden.

So far there is no exact identification of hematopietic stem cells. The aim of these studies has been to compare phenotypically characterized, potentially early progenitor cells by in vitro assays. After establishing and proofing the reliability of the CAFC-assay, regarded as the assay demonstrating the earliest in vitro detectable stem cells we compared CD34pos and AC133pos cells without and after ex-vivo expansion for 4 and 7 days. In addition we used the CFU-assay detecting more differentiated, committed progenitor cells. In this work we demonstrated that AC133 characterized cells are less differentiated than the heterogenous population of CD34pos cells. The ex vivo expansion of both populations in media supplemented by SCF, Flt-3-ligand and TPO had no effect on the frequency of the CAFC. In another series we tried to cultivate CD34negCD164 neg and CD34negCD164pos cells in the CAFC- and CFU-Assay. This was not possible, confirming and supplementing previously published data. At the same time transplantations of these cell populations by E.Zanjani showed an engraftment of CD34negCD164pos cells in the fetal-sheep-model. In conclusion, in vitro-methods are not adequate for less differentiated cells than CD34pos cells. For further investigations one should use in vivo assays as the fetal sheep model or NOD/SCID mice.