University thesis:
Dissertation, Tierärztliche Hochschule Hannover, 2022
Footnote:
Zusammenfassungen in deutscher und englischer Sprache
Description:
Periphere Nervenverletzungen (PNI) stellen ein weltweites klinisches Problem dar. Die jährliche Häufigkeit von PNI beträgt eins zu tausend, was bedeutet, dass jedes Jahr mehr als 700.000 Europäer betroffen sind. Patienten mit PNI leiden häufig unter chronischen Schmerzen und dauerhaften Behinderungen, was enorme sozioökonomische Folgen nach sich ziehen kann. Obwohl PNI eine gewisse Regenerationsfähigkeit besitzen, trifft dies nur auf Verletzungen mit einer kurzen Distanz zwischen den Nervenenden zu. Die Behandlung mit einer spannungsfreien End-zu-End-Naht oder einer autologen Nerventransplantation zur Überbrückung größerer Entfernungen stellt den Goldstandard der Regeneration dar, ist aber mit gewissen Nachteilen verbunden. Die Suche nach einer alternativen Methode ist daher dringend notwendig. Die vorliegende Arbeit beschreibt zwei verschiedene Substitutionsstrategien. In Studie I haben wir einen materialwissenschaftlichen Ansatz untersucht, wobei regeneratives Hydrogel als luminaler Füllstoff in zugelassene hohle Nervenleitschienen eingebracht wurde. Da die Gegenwart von regenerationsfördernden Schwann-Zellen innerhalb der Nervenbrücke für eine erfolgreiche Nervenreparatur entscheidend ist, wurde in Studie II in dieser Arbeit die Möglichkeit untersucht, eine ausreichende Anzahl lebensfähiger und expandierbarer Schwann-Zellvorläuferzellen und Schwann-Zellen aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSCs) zu gewinnen und es wurde ein entsprechendes Protokoll zur Differenzierung dieser Zellen modifiziert. Da die Gegenwart von regenerationsfördernden Schwann-Zellen innerhalb der Nervenbrücke für eine erfolgreiche Nervenreparatur entscheidend ist, wurde dieses Modell in Studie II dieser These näher betrachtet. Dafür wurde ein Differenzierungsprotokoll für eine ausreichende Anzahl lebensfähiger und expandierbarer Schwann-Zellenvorläufer und Schwann-Zellen aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSCs) auf Basis eines zuvor veröffentlichten Protokolls etabliert. In Studie I haben wir die Funktion von modifiziertem Hyaluronsäure-Laminin-Hydrogel (M-HAL) als luminales Füllmaterial für klinisch zugelassene hohle Nervenleitschienen in einem Rattenmodell mit kritischer Defektgröße untersucht. Wir konnten erneut zeigen, dass die Reparatur mit autologen Nerventransplantaten (ANG) ein zuverlässiger Goldstandard ist und dass die Regenerationsfähigkeit in leeren Nervenleitschienen durch die Zugabe von zwei verschiedenen Konzentrationen M-HAL verbessert werden kann. Unsere Ergebnisse zeigen, dass beide Konzentrationen eine verbesserte axonale und funktionelle Wiederherstellung erzielten, als das zuvor getestete 0.2% Hyaluronsäure-Laminin-Hydrogel (HAL). Auf der Grundlage unserer umfangreichen in vitro Studien schließen wir, dass diese Wirkung primär auf die strukturelle Unterstützung des axonalen Wachstums zurückzuführen ist, und nicht darauf, dass M-HAL ein geeigneteres Umfeld für den Erhalt des Reparaturphänotyps der einwandernden Schwann-Zellen schafft. In Studie II habe ich ein, im Vergleich zu früheren Veröffentlichungen, verbessertes Protokoll zur erfolgreichen...