Die Stammzelltherapie ist eine innovative Methode der regenerativen Medizin mit herausragenden klinischen Möglichkeiten. Ein neues Verfahren ist die Stimulation der Differenzierung adulter Stammzellen durch elektromagnetische Felder – eine nicht invasive Therapie mit breiter klinischer Anwendung.
Die genauen Funktionmechanismen elektromagnetischer Felder (EMF) auf das Differenzierungsverhalten humaner mesenchymaler Stammzellen (hMSCs) sind bisher nicht bekannt, in der Literatur konnte jedoch eine vermehrte Expression von Wachstumsfaktoren, z. B. TGF-ß3, nach elektromagnetischer Stimulation gezeigt werden. TGF-ß3 spielt eine wichtige Rolle bei der Differenzierung von hMSCs.
rechts: Kollagen Typ II Expression chondrogen differenzierter hMSCs. In Passage 6 statistisch signifikante höhere Expression in den EMF-stimulierten Zellen
Ziel dieser Studie war es, den Einfluss elektromagnetischer Felder auf das chondrogene und osteogene Differenzierungsverhalten von hMSCs genauer zu analysieren. Dazu wurden hMSCs in Pelletkulturen chondrogen sowie in Monolayerkulturen osteogen unter dem Einfluss sinusförmiger elektromagnetischer Felder differenziert. Unbefeldete Kulturen wurden in einem Kontrollsystem kultiviert. Es erfolgte eine histologische und immunhistologische Auswertung sowie eine quantitative Analyse u. a. der Kollagen-Expression mittels qRT-PCR im Vergleich zu den Kontrollen. Weitergehende Analysen der Gen-Expressionen wurden auf Microarray-Basis durchgeführt.
Die elektromagnetisch stimulierten Kulturen zeigten eine signifikante Steigerung der Expressionsprofile zellspezifischer Marker sowohl bei der chondrogenen als auch bei der osteogenen Differenzierung der hMSCs. Die Ergebnisse belegen, dass EMS mit geeigneten Parametern zu einer Verbesserung des chondrogenen Potenzials bei Chondrozyten und bei hMSCs führt. Im Bereich der osteogenen Differenzierung bewirkt die EMS ebenfalls eine Verbesserung des osteogenen Differenzierungverhaltens von hMSCs. EMF könnten zukünftig als adjuvante Methode im Bereich des Tissue Engineering einen Beitrag bei der Regeneration von Knorpel- und Knochengewebe leisten.
