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Chondrogenic differentiation of human amniotic fluid stem cells
Andrea Teresa Preitschopf
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Erwin Heberle-Bors
DOI
10.25365/thesis.16509
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29875.18886.915466-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Im Jahr 2003 schaffte die Entdeckung von Stammzellen im Fruchtwasser ein neues und sehr vielversprechendes Gebiet im Bereich der Stammzellenforschung. Vor dieser Zeit wurden diese Zellen nur innerhalb der Pränatal Diagnostik verwenden um vererbbare Defekte des ungeborenen Kindes aufzudecken. Die Zellen innerhalb des Fruchtwassers können leicht währen der Amniozentese gewonnen. Stammzellen innerhalb des Fruchtwassers sind ckit positiv und besitzen das Potential in Zellen aller drei Keimblätter zu differenzieren (Entoderm, Mesoderm und Ektoderm). Im Vergleich zu embryonalen Stammzellen gibt es keine ethischen Probleme bezüglich der Quelle dieser Zellen. Andere Vorteile sind ein geringes Risiko gegenüber Tumorbildung, Selbsterneuerung, Pluropotenzität und außerdem wachsen sie ohne „feeder layers“. 2006 wurden Protokolle erschaffen in denen Fruchtwasserstammzellen in neuronale, hepatische und osteogenische Zelllinien differenziert wurden konnten . The mechanistic target of rapamcin (mTOR) ist ein Signalweg der Prozesse wie z.B. Stoffwechsel , Zellzyklus, Wachstum, Translation, Ribosombiogenese und den Transport von Nährstoffen reguliert. Er besteht zumindest aus zwei Komplexen (mTORC1 und mTORC2) welche sich in ihrer Zusammensetzung und ihren Substraten unterscheiden.
In unseren Studien konzentrierten wir uns auf das Differenzierungspotential von Fruchtwasserstammzellen in Chondrozyten. Diese Zellen sind an der Entwicklung vongefäßlose Knorpel oder lange Knochen beteiligt. In diesen Schritten werden einige Marker aktiviert (z.B.Sox9) um die Umwandlung von mesenchymalen Vorläuferzellen in Chondrozyten zu regulieren. Außerdem produzieren Chondrozyten eine extrazelluläre Matrix die aus Kollagenen und Glycosaminoglycanen zusammengesetzt ist. Weltweit leiden mehr als 50% der Leute die über 50 Jahre alt sind an degenerativen Krankheiten wie Osteoarthritis welche durch einen Verlust an Chondrozyten und der von ihnen gebildeten extrazellulären Matrix gekennzeichnet ist. Die Erschaffung von Chondrozyten aus Fruchtwasserstammzellen könnte eine Möglichkeit sein die Lebensqualität dieser Patienten zu erhöhen. Anhand einer Pelletbildung haben wir erfolgreich magnetisch-getrennte monoklonale Fruchtwasserstammzellen in Chondrozyten umgewandelt.
Western Blot Analysen und die Messung schwefelhaltiger Glycosaminoglycane bestätigten die Bildung von Chondrozyten. Der mTOR Signalweg hat eine wichtige Rolle in diesem Prozess. Western Blot Auswertungen charakteristischer Marker für Chondrozyten und Glycosaminoglycan Messungen zeigten auf, dass mTOR in den neu erschaffenen Chonrozyten aktiviert ist und dass ein Blocken des mTOR Weges durch seine Hemmstoffe den Differenzierungsprozess beeinflusst.
Abstract
(Englisch)
In 2003, the discovery of human amniotic fluid stem cells (hAFSC) initiated a new and very promising field in stem cell research.Prior to this, these cells were only used for prenatal diagnosis for detecting inherited defects in the unborn child. The cells within the amniotic fluid can be easily obtained by amniocentesis. Stem cells within the amniotic fluid are ckit positive and harbor the potential to differentiate into cells of all three embryonic germ layers (entoderm, mesoderm and ectoderm). Compared to embryonic stem cells, no ethical issues arise because of the source of these cells. Other advantages are: low risk for tumor formation, self renewal, pluropotency and growth without the need of feeder layers. In 2006, protocols were established for the differentiation of hAFSC into cells of neuronal, hepatic and osteogenic lineage .The mechanistic target of Rapamycin (mTOR) is a pathway that regulates processes such as metabolism, cell cycle, proliferation, translation, ribosome biogenesis and nutrient transport. It consists at least of two complexes (mTORC1 and mTORC2) which differ in their assembly and substrates. In our studies we focused on the differentiation potential of hAFSC into chondrocytes. These cells are involved in the development of avascular cartilage and long bones. In these processes several markers are activated (e.g.Sox9) to regulate the conversion from mesenchymal progenitor cells into chondrocytes. Additionally, chondrocytes produce an extracellular matrix composed of Collagens and Glycosaminoglycans. Worldwide more than 50% of people who are over 50 years old suffer from degenerative diseases like osteoarthritis which is characterized by a loss of chondrocytes and their produced extracellular matrix. Generation of chondrocytes out off hAFSC could be an option to treat these diseases and to increase the life quality of patients.
We successfully differentiated magnetic beat sorted monoclonal hAFSC via a pellet formation protocol into chondrocytes. Western blot analyzes and sulfated Glucosaminoglycan assays confirmed the generation of chondrocytes. The mTOR pathway plays an important role in this converting process. Western blotting for characteristic chondrogenic markers and Glycosaminoglycan measurements reveal that in the new generated chondrocytes the mTOR pathway is activated and that blocking of mTOR by its inhibitors influences the differentiation process.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Differentiation potential of human amniotic fluid stem cells into chondrocytes regarding chondrocyte specific marker expression
Schlagwörter
(Deutsch)
Differenzierungspotential von Fruchtwasserstammzellen in Chondrozyten bezogen auf die Expression von typischen Chondrozyten Markern
Autor*innen
Andrea Teresa Preitschopf
Haupttitel (Englisch)
Chondrogenic differentiation of human amniotic fluid stem cells
Paralleltitel (Deutsch)
Differenzierung von Fruchtwasserstammzellen in Chondrozyten
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
74 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Erwin Heberle-Bors
Klassifikation
42 Biologie > 42.20 Genetik
AC Nummer
AC09572945
Utheses ID
14801
Studienkennzahl
UA | 441 | | |