warum Schwann-Zellen?
Werbung
Aktuelles zur experimentellen SchwannSchwann-ZellZell-Forschung und zur Nervenregeneration Konzepte zur Steigerung der Regenerationsleistung nach Rekonstruktion peripherer Nervenlücken • SchwannSchwann-ZellZell-Transplantation - warum Schwann-Zellen? Dr. Kirsten Haastert Institut für Neuroanatomie der Medizinischen Hochschule Hannover Zentrum für Systemische Neurowissenschaften (ZSN) Hannover • GenGen-Therapie - genetische Modifikation von Schwann-Zellen • Biohybride Nerventransplantate - innovative Materialien Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 2 SchwannSchwann-ZellZell-Transplantation - wie? Adulte SchwannSchwann-Zellen in vitro Isolation & Anreicherung - welche Schwann-Zell-Spender? aus: Haastert, K., Mauritz, C., Chaturvedi, S., Grothe, C. (2007) Adult human and rat Schwann cell cultures fast and efficient enrichment and highly effective non-viral transfection protocol. Nature Protocols 2 (1), 99-104. Humane Schwann-Zellen von Patienten von Prof. Cordula Matthies & Prof. Götz Penkert – VIELEN DANK! aus: Evans, Anatomical Record 2001 Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 3 Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 4 Adulte humane SchwannSchwann-Zellen in vivo Tiermodell Was kann die Transplantation naiver SchwannSchwann-Zellen? Zellen? Regeneration myelinisierter Axone Î in kürzerer Zeit Îüber weitere Distanzen als in unbesiedelten Transplantaten. Nervus ischiadicus 10 mm Lücke Copyright Prof. Dr. Claudia Grothe Durch • Basallamina • regenerationsförderndes Milieu => neurotrophe Faktoren Möglichkeit der Verstärkung des regenerationsunterstützenden Effektes durch transplantierte SchwannSchwann-Zellen? Zellen Schicksal der transplantierten Zellen? Regeneration myelinisierter Axone? Überbrückung großer Nervenlücken & funktionelle Regeneration? Humane Schwann-Zellen von Patienten von Prof. Götz Penkert – VIELEN DANK!! Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 5 Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 6 1 Was kann die GenGen-Therapie mittels Transplantation genetisch modifizierter SchwannSchwann-Zellen? Zellen? GenGen-Therapie - genetische Modifikation von Schwann-Zellen Expression von fluoreszenz-markiertem Fibroblasten-Wachstumsfaktor-2 (FGF-2) durch adulte humane und RattenRatten-SchwannSchwann-Zellen 18 kDa-FGF-2-DsRed/ DAPI / p75 Erhöhte Präsenz regenerationsfördernder Substanzen in großen Nervenlücken 18 kDa-FGF-2-DsRed/ DAPI / p75 Spezifische Förderung funktioneller Wiederherstellung Haastert, K., Lipokatic, E., Fischer, M., Timmer, M., Grothe, C. (2006) Differentially promoted peripheral nerve regenerazion by grafted Schwann cells over-expressing different FGF-2 isoforms. Neurobiol of Dis 21(1), 138-153 aus: Haastert, K., Mauritz, C., Matthies, C., Grothe, C. (2006) Autologous adult human Schwann cells genetically modified to provide alternative cellular transplants in peripheral nerve regeneration. J Neurosurg 104 (5), 778-786. ABER aus: Haastert, K., Mauritz, C., Chaturvedi, S., Grothe, C. (2007) Adult human and rat Schwann cell cultures - fast and efficient enrichment and highly effective non-viral transfection protocol. Nature Protocols 2 (1), 99-104. Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 7 Haastert, K., Grothe C (2007) Gene Therapy in Peripheral Nerve Reconstruction Approaches. Curr Gene Ther 7 (3), 221-228. Ein Faktor allein ist nicht ausreichend! Kombination mit anderen Proteinen und Materialien? Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 8 Biohybride Nerventransplantate - innovative Materialien PolySialinPolySialin-Säure (PolySia (PolySia)) • Homopolymer aus α • PolySia als ZellkulturZellkultur-Substrat: Substrat Keine negativen Einflüsse auf neuronale und periphere Glia-Zellen 2,8-verknüpften PolySia Sialinsäure-Resten • Post-translationale PolySia als Bestandteil biohybrider Nerventransplantate Modifikation Haile, Y., Haastert, K., Cesnulevicius, K., Stummeyer, K., Timmer, M., Berski, S., Drager, G., GerardySchahn, R., Grothe, C. (2007) Culturing of glial and neuronal cells on polysialic acid. Biomaterials 28 (6), 1163-1173. des • PolySia in azellulären und zellulären peripheren Nerventransplantaten „neural neural cell adhesion molecule“ molecule (NCAM) • In der Entwicklung assoziiert mit Migration, Nervus ischiadicus 10 mm Lücke axonaler Wegfindung und Synaptogenese n=4 NCAM im Nervensystem zellulär: modified from Rutishauser and Landmesser et al., 1996 • Im adulten Organismus morphologischer Nerventransplantate azellulär: und assoziiert mit physiologischer Plastizität Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 9 n=4 9 Immunreaktion? 9 Überleben & Integration transplantierter Zellen? 9 Axonale Regeneration? + je n = 1 Transplantation fluoreszenzfluoreszenz-markierter SchwannSchwann-Zellen Pilotstudie in PhD-Arbeit Y. Haile Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 10 Das optimale biohybride Nerventransplantat Vielen Dank! • • • • Prof. Dr. Claudia Grothe PD Dr. Claus, Dr. Julia Jungnickel Dr. Christina Mauritz, Dr. Esther Lipokatic-Taksas Sukhada Chaturvedi,MSc, Yohannes Haile, PhD • Prof. Dr. Cordula Matthies, Prof. Dr. Götz Penkert, Prof. Dr. Joachim Krauss • Hella Brinkmann, Silke Fischer, Natascha Heidrich, Kerstin Kuhlemann, Hildegard Streich, Maike Wesemann aus: Ravi V. Bellamkonda Leading Opinion Peripheral nerve regeneration: An opinion on channels, scaffolds and anisotropy Biomaterials 27 (2006) 3515–3518 Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 11 • • • • Deutsche Forschungsgemeinschaft Kogge-Stiftung für veterinärmedizinische Forschung Internationale Stiftung Neurobionik DFG-Forschergruppe 548/1 – PolySialin-Säure Dr. Kirsten Haastert Institute for Neuroanatomy 7-Mar-08 12 2
