Open Access

Malin Sophie Kállai

• In Deutschland leidet ca. jeder zehnte Mensch über 40 Jahren an einer chronischen Einschränkung seiner Nierenfunktion. Nicht wenige davon sind im Laufe der Erkrankung auf eine Nierenersatztherapie angewiesen. Die Ursachen für eine Nierenschädigung sind vielfältig. Als neuartiger und vielversprechender Therapieansatz werden aktuell Mesenchymale Stamm-/Stromazellen (MSC) als Therapeutikum für diverse Nierenerkrankungen getestet. Erste Ergebnisse klinischer Phase-I-Studien zeigen, dass MSC sicher als Immunsuppressivum nach Nierentransplantation angewendet werden können. Auch für weitere Erkrankungen der Niere sind erste klinische Studien am Laufen. MSC gelten als regenerativ, immunsupprimierend und antientzündlich. Dennoch gibt es noch einige Limitationen. Nach der Transplantation der Zellen ist das Wachstum der Zellen oft eingeschränkt und es kommt zur vermehrten Apoptose. Auch wird immer wieder ein paradoxes und entzündungsförderndes Verhalten der MSC am Wirkort beobachtet. Ein wichtiger Lösungsansatz ist eine in vitro Vorbehandlung der MSC zur Modulierung der zellulären Eigenschaften. In dieser Arbeit wurden drei Substanzen und Arzneimittel auf ihre Fähigkeit untersucht, die entzündungshemmenden Eigenschaften der MSC zu verbessern und die entzündungsfördernden zu unterdrücken. Der Fokus lag hierbei auf dem Arzneimittel Niclosamid und den beiden bisher noch nicht zugelassenen Substanzen Berberin und Gedunin, die alle in vitro und in vivo bereits erste vielversprechende antientzündliche Wirkungen bewiesen haben. Für diese Arbeit wurden MSC aus Fettgewebe isoliert (ASC) und mit LPS oder einem Cytokin-Mix (Mischung aus TNF-α, IFN-γ und IL-1β) sowie den drei Substanzen stimuliert. Untersucht wurden im Anschluss die mRNA-Expressionen der gängigsten proinflammatorischen (TNF-α, IL-6, TLR-4, ICAM-1, HLA-DR) und antiinflammatorischen Marker (IDO, IL-10), sowie mittels ELISA die Protein-Freisetzung von IL-6 und IL-8. Die vielversprechendsten Ergebnisse ließen sich durch Berberin hervorrufen. Hier zeigte sich eine deutliche Senkung der IL-8-Konzentration im ELISA. Die Anwendung des Gedunin hatte keine signifikante Wirkung auf die ASC. Niclosamid hingegen scheint widererwarten sogar entzündungsfördernd zu wirken, in dem es die IL-6-, ICAM-1-mRNA-Expression steigerte und die IDO-mRNA-Expression absenkte. Unter den drei getesteten Subtanzen hat Berberin die beste Wirkung bewiesen. Nach weiterer Testung könnte eine Anwendung mit Berberin als in vitro Präkonditionierung von MSC vielversprechend sein. Die Verwendung von Niclosamid hingegen sollte vermieden werden, die Wirkung von Gedunin müsste genauer untersucht werden.
• In Germany, around one in ten people over the age of 40 suffers from chronically impaired kidney function. Quite a few of them are dependent on renal replacement therapy as the disease progresses. There are many different causes of kidney damage. Mesenchymal stem/stromal cells (MSC) are currently tested as a novel and promising therapeutic approach for various kidney diseases. Initial results of clinical phase I studies show that MSC can be used safely as an immunosuppressive agent after kidney transplantation. Initial clinical trials are also underway for other kidney diseases. MSC are considered to be regenerative, immunosuppressive and anti-inflammatory. However, there are still some limitations. After cell transplantation, cell growth is often restricted and apoptosis increases. Paradoxical and pro-inflammatory behaviour of the MSC at the site of action is also repeatedly observed. An important approach is the in vitro pretreatment of MSC to modulate the cellular properties. In this work, three substances and drugs were investigated for their ability to improve the anti-inflammatory properties of MSC and suppress the pro-inflammatory ones. The focus was on the drug Niclosamide and the two yet unapproved substances Berberine and Gedunine, all of which have already demonstrated promising anti-inflammatory effects in vitro and in vivo. For this study, MSC were isolated from adipose tissue (ASC) and stimulated with LPS or a cytokine mix (mixture of TNF-α, IFN-γ and IL-1β) and the three substances. The mRNA expressions of the most common pro-inflammatory (TNF-α, IL-6, TLR-4, ICAM-1, HLA-DR) and anti-inflammatory markers (IDO, IL-10) were then examined, as well as the protein release of IL-6 and IL-8 using ELISA. The most promising results were obtained with berberine. It showed a clear reduction in the IL-8 concentration in the ELISA. The use of Gedunine had no significant effect on the ASC. Niclosamide, on the other hand, unexpectedly even appears to have a pro-inflammatory effect by increasing IL-6 and ICAM-1 mRNA expression and lowering IDO mRNA expression. Of the three substances tested, Berberine proved to have the best effect. After further testing, an application with Berberine as in vitro preconditioning of MSC could be promising. However, the use of Niclosamide should be avoided and the effect of Gedunine should be investigated in more detail.