Reinigung, Charakterisierung und Transplantation primärer Maus-Myoblasten für die zellvermittelte Gentherapie

Die Transplantation kultivierter Myoblasten in reife Skelettmuskeln ist die Grundlage für einen neuen therapeutischen Ansatz bei Muskel- und Nichtmuskelerkrankungen: die myoblastenvermittelte Gentherapie. Der Erfolg der Myoblastentransplantation zur Korrektur intrinsischer Muskeldefekte hängt von der Verschmelzung der implantierten Zellen mit den Myofasern des Wirts ab. Bisherige Studien an Mäusen waren problematisch, da sie die Transplantation etablierter myogener Zelllinien oder primärer Muskelkulturen beinhalteten. Beide Zellpopulationen haben Nachteile: Myogene Zelllinien sind tumorerzeugend, und Primärkulturen enthalten einen erheblichen Anteil nicht-myogener Zellen, die nicht mit den Wirtsfasern verschmelzen können. Außerdem ist bei beiden Zellpopulationen eine Immunsuppression des Wirts erforderlich, damit die transplantierten Zellen langfristig erhalten bleiben. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, haben wir neuartige Kulturbedingungen entwickelt, die die Aufreinigung von Mausmyoblasten aus Primärkulturen ermöglichen. Sowohl angereicherte als auch klonale Populationen von primären Myoblasten wurden in Tests zur Zellproliferation und -differenzierung charakterisiert. Die primären Myoblasten waren für ihr Wachstum auf die Zugabe von bFGF angewiesen und behielten ihre Fähigkeit zur Differenzierung auch nach 30 Populationsverdopplungen bei. Das Schicksal der reinen Myoblastenpopulationen nach der Transplantation wurde durch Markierung der Zellen mit dem Markerenzym beta-Galaktosidase (beta-gal) mittels retroviralem Gentransfer verfolgt. Innerhalb von fünf Tagen nach der Transplantation in den Muskel ausgewachsener Mäuse waren die primären Myoblasten mit den Muskelzellen des Wirts fusioniert und bildeten hybride Myofasern. Um die Immunbiologie der primären Myoblasten zu untersuchen, verglichen wir die transplantierten Zellen in syngenen und allogenen Wirten. Selbst ohne Immunsuppression blieben die Hybridfasern mit fortgesetzter beta-gal-Expression bis zu sechs Monate nach der Myoblastentransplantation in syngenen Wirten erhalten. In allogenen Wirten wurden die implantierten Zellen innerhalb von drei Wochen vollständig eliminiert. Zur Beurteilung der Tumorigenität wurden primäre Myoblasten und Myoblasten der myogenen Zelllinie C2 in immundefiziente Mäuse transplantiert. Nur C2-Myoblasten bildeten Tumore. Die einfache Isolierung, das Wachstum und die Transfektion von primären Mausmyoblasten unter den hier beschriebenen Bedingungen erweitern die Möglichkeiten zur Untersuchung von Muskelzellwachstum und -differenzierung unter Verwendung von Myoblasten aus normalen und mutierten Mäusestämmen. Die Eigenschaften dieser Zellen nach der Transplantation – die Stabilität der resultierenden hybriden Myofasern ohne Immunsuppression, die Persistenz der Transgenexpression und das Fehlen von Tumorigenität – deuten darauf hin, dass Studien zur zellvermittelten Gentherapie unter Verwendung primärer Myoblasten nun auf Mausmodelle menschlicher Muskel- und Nicht-Muskelkrankheiten ausgedehnt werden können.

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