Proliferation, Überleben und Einfluss auf die dopaminerge Aktivität von intranasal applizierten mesenchymalen Stammzellen in einem 6-Hydroxydopamin-Rattenmodell der Parkinson-Krankheit

Abstract

Die Parkinson-Krankheit ist eine der am häufigsten auftretenden, letal verlaufenden, neurodegenerativen Erkrankungen weltweit. Multipotente mesenchymale Stammzellen (MSC) stellen einen vielversprechenden Ansatz zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen dar. Bei der Entwicklung MSC-basierter Therapiekonzepte sind die Erforschung geeigneter Applikationswege und die Sicherstellung des Überlebens der MSC die größten Herausforderungen. Die vorliegende Arbeit untersuchte die Biodistribution sowie den Effekt auf dopaminerge Neurone von intranasal applizierten MSC (INA-MSC) in dem unilateral lädierten 6-Hydroxydopamin-(6-OHDA)-Rattenmodell der Parkinson- Krankheit. Nach der intranasalen Applikation von MSC zeigte sich eine schnelle Biodistribution der Zellen in das ZNS (nach vier Stunden). Nach 4,5–6,7 Monaten konnten das Überleben der INA-MSC und eine läsionsgerichtete Anreicherung in der Substantia nigra (SN) sowie dem Striatum belegt werden. Von den im Gehirn überlebenden MSC zeigten 3,2 % nach 4,5 Monaten eine Proliferation im Läsionsbereich. Die INA-MSC differenzierten sich teilweise, vor allem im Bereich des lädierten Gewebes, in funktionelle, neuronenartige Zellen, welche Tyrosin-Hydroxylase (TH) (Maß für die dopaminerge Aktivität) exprimierten. Parallel dazu zeigte sich eine signifikant größere Menge an TH- positiver Fläche und TH-positiven Zellen in den lädierten SN und im Striatum der mit INA-MSC behandelten Tiere im Vergleich zur Kontrollgruppe. Der zusätzliche neuroprotektive Effekt der INA-MSC wurde durch eine reduzierte Apoptose (TUNEL-Protein) im Bereich der betroffenen Strukturen nach 6-OHDA bestätigt. Die Ergebnisse zeigen, dass die intranasale Route eine vielversprechende Applikationsart von MSC bei Morbus Parkinson darstellt. Anders als die chirurgische Transplantation ist die intranasale Gabe eine nicht invasive und komplikationsarme Therapiemöglichkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften ist auch eine repetitive Gabe zur Erhöhung der therapeutisch wirksamen Zellkonzentrationen im ZNS möglich.