Project R-2264

Studie van cardiale atrium stamcellen en van paracriene mechanismen voor myocardiale regeneratie (Onderzoek)

Hartfalen ten gevolge van myocardinfarct (MI) is één van de voornaamste doodsoorzaken in de Westerse wereld. Bestaande therapieën voor MI kunnen momenteel enkel de progressie naar hartfalen uitstellen. De laatste jaren wordt veel onderzoek gevoerd naar de mogelijkheid van stamceltransplantatie als alternatieve therapie. Zo werden reeds klinische trials met beenmergstamcellen (BMSCs) uitgevoerd, waaronder ook één trial in het Jessaziekenhuis. De meeste studies meldden enkel lokale verbeteringen, zoals reductie van infarctgrootte en verbeterde linker ventrikel ejectiefractie (LVEF). Uitgebreid onderzoek naar het cardiomyogeen differentiatiepotentieel van BMSCs, leverde echter tegenstrijdige resultaten op. Recente data wijzen uit dat BMSCs, voornamelijk mesenchymale stamcellen (MSCs), het genezingsproces begunstigen via secretie van paracriene factoren, zoals cytokines en groeifactoren. Recent heeft onze onderzoeksgroep een nieuw type CSC geïdentificeerd, cardiale atrium stamcellen (CASCs) genaamd. Na veelbelovende in vitro resultaten die aantoonden dat CASCs kunnen differentiëren tot functionele cardiomyocyten, wordt in dit project bestudeerd in hoeverre CASCs in vivo cardiomyogene differentiatie vertonen en of ze kunnen bijdragen tot een verbeterde hartfunctie in een minipig infarct model. Als eindpunten worden infarctgrootte en LVEF bepaald door middel van magnetische resonantie beeldvorming, echografie en computer tomografie. Verder wordt de invloed van ex vivo expansie op het differentiatiepotentieel, oncogene transformatie en cellulaire veroudering van de CASCs onderzocht. Differentiatie van CASCs wordt bepaald door expressie van cardiospecifieke genen en proteïnen te bepalen via RT-PCR en immunofluorescentie na co-cultuur met neonatale rat cardiomyocyten. Celveroudering zal geanalyseerd worden door het opvolgen van telomeerlengte en telomerase activiteit in de tijd. Oncogene transformatie wordt bestudeerd door karyotypering uit te voeren voor de bepaling van chromosomale stabiliteit en de CASCs subcutaan te injecteren in de flanken van athymische naakte muizen voor de analyse van tumorgroei. Verder spitst dit project zich toe op de paracriene invloed die MSCs uitoefenen op CSCs. Hiervoor wordt een in vitro 3D collageenmodel geoptimaliseerd waarbij humaan hartweefsel, alsook CSCs, samen in cultuur gebracht worden met MSCs. Tevens zal het geconditioneerd medium afkomstig van MSCs getest worden. Om de moleculaire mechanismen van deze paracriene effecten op te helderen zal eerst het secretoom van MSCs bepaald worden via massaspectometrie om vervolgens te testen welke signaaltransductiepathways geactiveerd worden door deze mediatoren. De resultaten die uit dit onderzoek tot stand komen, zijn belangrijk voor de ontwikkeling van een klinisch toepasbaar protocol voor patiënten met MI, waarbij stamceltransplantatie eventueel gecombineerd kan worden met de injectie van één of meerdere paracriene factoren.

01 oktober 2009 - 30 september 2013