Einfluss diabetogener Stoffwechselfaktoren auf den Metabolismus von humanen CD34+-Progenitorzellen

Abstract

Die Arteriosklerose stellt einen wichtigen Mortalitätsfaktor für Diabetiker dar. Im Vergleich zu Gesunden beginnt die Arteriosklerose bei Diabetikern früher verläuft aggressiver. Ein wichtiger Teil des Pathomechanismus der Arteriosklerose ist die Schaumzellentstehung. In Vorarbeiten zu diesem Projekt konnte gezeigt werden, dass Interaktionen zwischen CD34+-Progenitorzellen und Thrombozyten in der Kokultur mit der Schaumzellbildung endenden. Im Rahmen dieses Projektes wurde untersucht, ob die Herkunft von Progenitorzellen oder von Thrombozyten aus dem diabetogenen Milieu einen proatherogenen Einfluss über eine gesteigerte Schaumzellbildung hat.

Grundlage für diese Versuche war die Gewinnung von CD34+-Progenitorzellen gesunder und an Diabetes erkrankter Patienten. Verwendet wurden CD34+-Progenitorzellen aus dem Knochenmark und aus dem Nabelschnurblut, sowie Thrombozyten aus venösem Blut, die in Kokultur bis zur vollständigen Differenzierung der Schaumzellen inkubiert wurden. Zytokinetische Untersuchungen der Kokulturen zeigten eine um 1,6 Tage verlängerte Überlebenszeit der Schaumzellen aus Kulturen diabetischer CD34+-Progenitorzellen und gesunder Thrombozyten. Gleichzeitig konnte zymographisch nachgewiesen werden, dass Kokulturen im diabetogenen Milieu eine signifikant höhere MMP-9 Aktivität aufwiesen während die Oberflächen-Expression des Scavenger-Rezeptors CD68 auf den Schaumzellen der der gesunden Gruppe entsprach.

In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass CD34+-Progenitorzellen im diabetischen Patienten zu einer proatherogen Entwicklung über eine verstärkte und protrahierte Schaumzellbildung beitragen, die mit einer erhöhten inflammatorischen Aktivität des Arteriosklerosegeschehens einhergeht.

Atherosclerosis represents an important mortality factor in diabetic patients. Compared to healthy individuals diabetic patients show an earlier onset and a more aggressive development in atherosclerotic lesions. An important part of the atherosclerotic pathomechanism is the genesis of foam cells. Preliminary experiments revealed that the interaction of CD34+-Progenitorcells and platelets results in the generation of foam cells. In this context we examined, whether the origin of progenitor cells or platelets from a diabetic milieu have a proatheroggemtic influence in terms of an enhanced foam cell formation.

In this study CD34+-Progenitorcells from healthy and diabetic individuals were used. The CD34+-Progenitorcells used in the cell culture experiments were obtained from cord blood and bone marrow, whereas platelets originated from vein blood. Both cell groups were co-cultured until complete differentiation into foamcells. Cytokinetik analysis of co-cultures consisting of diabetic CD34+-Progenitorcells and healthy platelets showed a prolongation of the foamcell life span of 1.6 days compared to control experiments with healthy CD34+-Progenitorcells and healthy platelets. Additionally zymographic tests showed that co-cultured healthy CD34+-Progenitorcells cells in a diabetic milieu display a significantly enhanced MMP-9 activity while the expression of Scavenger-Rezeptor CD68 showed no difference to the control group.

In this study we were able to show, that CD34+-Progenitorcells from diabetic patients show a proatherosclerotic behavior concerning a stronger and faster foamcell formation which leads to a enhanced inflammatory activity in atherosclerosis.