Schonende Verarbeitung könnte das Heilungspotenzial von Stammzellen steigern

Margherita Maioli, Salvatore Rinaldi, Sara Santaniello, Alessandro Castagna, Gianfranco Pigliaru, Alessandro Delitala, Francesca Bianchi, Carlo Tremolada, Vania Fontani, Carlo Ventura · Cell Transplantation · 2014

Fettgewebe ohne aggressive Chemikalien aufbereitet zeigt verbesserte Eigenschaften

Stammzellen aus Fettgewebe bieten spannende Möglichkeiten zur Heilung geschädigter Gewebe. Doch die Art der Aufbereitung dieser Zellen ist von großer Bedeutung. Diese Laborstudie verglich zwei Methoden zur Gewinnung von Stammzellen aus menschlichem Fettgewebe. Die Lipogems®-Methode nutzt eine schonende mechanische Verarbeitung. Herkömmliche Methoden verwenden Enzyme (Substanzen, die Gewebe abbauen). Die Forscher wollten herausfinden, welcher Ansatz Zellen mit besserem Heilungspotenzial hervorbringt.

Lipogems®-Zellen übertrafen chemisch verarbeitete Zellen

Die Studie ergab, dass Stammzellen, die mit der Lipogems®-Methode aufbereitet wurden, bei Aktivierung stärkere Reaktionen zeigten. Die Wissenschaftler setzten beide Zelltypen einem speziellen Energiegerät aus, das zur Verbesserung des Zellverhaltens entwickelt wurde. Die aus Lipogems® gewonnenen Zellen zeigten eine deutlich höhere Aktivität bei Genen, die mit folgenden Prozessen zusammenhängen:

  • Entwicklung von Herzgewebe

  • Bildung von Blutgefäßen

  • Wachstum von Nervenzellen

  • Entstehung von Muskelgewebe

Dies deutet darauf hin, dass eine schonende Verarbeitung die natürlichen Heilungsfähigkeiten der Zellen besser bewahrt als aggressive chemische Methoden.

Zellen zeigten Aktivität für verschiedene Gewebetypen

Bei Stimulation aktivierten die aus Lipogems® gewonnenen Zellen Gene, die für die Entwicklung zu verschiedenen Gewebetypen benötigt werden. Diese „Multipotenz" bedeutet, dass die Zellen ihre Flexibilität behalten, um bei der Reparatur verschiedener Schäden zu helfen. Die Forscher maßen eine erhöhte Aktivität bei Genen namens GATA-4, Nkx-2.5, VEGF, HGF, Neurogenin-1 und myoD. Jedes dieser Gene steuert die Entwicklung spezifischer Gewebe wie Herz, Blutgefäße, Nerven und Muskeln.

Schonende Verarbeitung bewahrt das natürliche Reparatursystem des Körpers

Das Lipogems®-System verwendet zur Verarbeitung von Fettgewebe milde mechanische Kräfte anstelle von Enzymen. Dieser schonendere Ansatz scheint mehr von der natürlichen Gewebestruktur intakt zu halten. Das resultierende Produkt enthält eine reichhaltige Mischung aus Perizyten (Zellen, die die Heilung von Blutgefäßen unterstützen) und mesenchymalen Stammzellen (regenerative Zellen, die sich zu verschiedenen Gewebetypen entwickeln können). Diese Zellen behielten ihre Stammzelleigenschaften bei und zeigten gleichzeitig Bereitschaft, sich bei Bedarf in spezialisierte Heilungszellen zu verwandeln.

Warum dies für Patienten wichtig ist, die eine regenerative Behandlung in Betracht ziehen

Diese Laborforschung hilft zu erklären, warum die Aufbereitungsmethode bei Stammzellbehandlungen wichtig ist. Die wichtigsten Erkenntnisse sind:

  • Eigenes Gewebe funktioniert am besten: Alle Zellen stammten aus dem körpereigenen Fettgewebe der Patienten, wodurch Abstoßungsreaktionen vermieden werden

  • Die Verarbeitungsmethode beeinflusst die Qualität: Schonende mechanische Verarbeitung bewahrte mehr Heilungspotenzial als chemische Methoden

  • Fettgewebe ist eine reiche Quelle: Menschliches Fett enthält reichlich regenerative Zellen, die leicht zugänglich sind

  • Zellen behalten ihre Flexibilität: Richtig aufbereitete Zellen können auf die körpereigenen Signale für verschiedene Reparaturbedürfnisse reagieren

Obwohl es sich um eine Laborstudie und nicht um eine klinische Studie handelte, liefert sie wissenschaftliche Unterstützung dafür, warum minimal manipulierte Gewebeprodukte Vorteile bieten können. Die Fähigkeit der Lipogems®-Methode, die natürlichen Eigenschaften von aus Fett gewonnenen Stammzellen zu bewahren, deutet darauf hin, dass sie zur Optimierung der Ergebnisse beitragen kann, wenn diese Zellen zur Gewebereparatur eingesetzt werden.

Patienten, die regenerative medizinische Behandlungen in Betracht ziehen, sollten diese Erkenntnisse mit ihren behandelnden Ärzten besprechen. Das Verständnis dafür, wie die Gewebeaufbereitung die Zellqualität beeinflusst, kann bei informierten Behandlungsentscheidungen helfen.

Quelle: Maioli et al., Cell Transplantation, 2014.

Originalpublikation

Radioelectric Asymmetric Conveyed Fields and Human Adipose-Derived Stem Cells Obtained With a Nonenzymatic Method and Device: A Novel Approach to Multipotency

Margherita Maioli, Salvatore Rinaldi, Sara Santaniello, Alessandro Castagna, Gianfranco Pigliaru, Alessandro Delitala, Francesca Bianchi, Carlo Tremolada, Vania Fontani, Carlo Ventura · Cell Transplantation · 2014

Human adipose-derived stem cells (hASCs) have been recently proposed as a suitable tool for regenerative therapies for their simple isolation procedure and high proliferative capability in culture. Although hASCs can be committed into different lineages in vitro, the differentiation is a low-yield and often incomplete process. We have recently developed a novel nonenzymatic method and device, named Lipogems, to obtain a fat tissue derivative highly enriched in pericytes/mesenchymal stem cells by mild mechanical forces from human lipoaspirates. When compared to enzymatically dissociated cells, Lipogems-derived hASCs exhibited enhanced transcription of vasculogenic genes in response to provasculogenic molecules, suggesting that these cells may be amenable for further optimization of their multipotency. Here we exposed Lipogems-derived hASCs to a radioelectric asymmetric conveyer (REAC), an …

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