Diplomarbeit, 2009
81 Seiten, Note: 1,8
1. Einleitung
2. Typ-1-Diabetes (T1D)
2.1. Historie, Verbreitung & Nomenklatur des Diabetes mellitus
2.2. Krankheitsbild & Diagnose des T1D
2.2.1. In vivo-Modelle von T1D
2.3. Ätiologie und Pathogenese des T1D
3. Einführung in die Stammzellforschung
4. Mesenchymale Stroma-/Stammzellen (MSC)
4.1. In vitro
4.2. In vivo
5. Immunmodulation mit MSC
5.1. Immunogenität von MSC selbst
5.2. MSC und Antigen-präsentierende Zellen (APC)
5.2.1. MSC und B-Zellen
5.2.2. MSC und Makrophagen
5.2.3. MSC und dendritische Zellen (DC)
5.3. MSC und T-Zellen
5.3.1. MSC und regulatorische T-Zellen
5.3.2. MSC und T-Helferzellen / cytotoxische T-Zellen
5.4. MSC und natürliche Killerzellen
5.5. MSC und neutrophile Granulozyten
5.6. MSC und lösliche Faktoren
6. In vivo - Potential von MSC in T1D und Autoimmunerkrankungen
7. Diskussion
8. Zusammenfassung
9. Literaturverzeichnis
10. Anhang
Diese Arbeit untersucht das Potential mesenchymaler Stroma-/Stammzellen (MSC) zur Immunmodulation bei Autoimmunerkrankungen, mit einem spezifischen Fokus auf Diabetes Typ 1 (T1D), um die zugrunde liegenden Mechanismen der Krankheitsentwicklung zu adressieren und therapeutische Anknüpfungspunkte aufzuzeigen.
2.3. Ätiologie und Pathogenese des T1D
Obwohl T1D seit vielen Jahrzehnten Gegenstand intensiver Forschung ist, sind bis heute weder die Induktoren noch der Ablauf des T1D hinreichend bekannt. Es ist nicht klar, ob die ß-Zellen direkt oder indirekt angegriffen werden, ob AG durch die lebende Zelle oder durch ihren Tod bzw. „AG-shedding“ zugänglich gemacht werden und warum andere Zellen überleben, obwohl sie dieselben AG besitzen oder sogar mit denselben inflammatorischen Mediatoren in Kontakt kommen wie die ß-Zellen. [EISENBARTH, 2008]
So ergeben sich aus teilweise widersprüchlichen Studienergebnissen verschiedene Theorien. Dies ist nicht zuletzt zurückzuführen auf die Hindernisse, auf die man bei der näheren Untersuchung der Krankheit stößt. Die ß-Zellen des Pankreas sind auf Grund ihrer Lokalisation schwer zu erreichen, so dass eine Biopsie um das Stadium der Krankheit zu bestimmen beim lebenden Patienten nahezu unmöglich ist [VON HERRATH, 2004]. Befunde können so nur durch Untersuchung bereits Verstorbener gewonnen werden - wobei es sich hier meist um Abbildungen des Endstadiums der Krankheit handelt - oder in vitro oder in Tierversuchen. Bei letzteren sind Versuche an NOD-Mäusen besonders wesentlich (s. Kap. 2.2.1).
Diese zeigen zwar deutliche T1D-Symptomatik, sind jedoch ein nur unvollkommenes Abbild der menschlichen Physiologie bzw. Pathogenese und sind daher mit Bedacht zu bewerten. Ähnliches gilt für analytische Methoden wie z.B. die T-Zell Identifikation oder AK-Nachweise, die häufig in Bezug auf Sensitivität und Genauigkeit an ihre Grenzen stoßen oder schlichtweg mit heutigen Mitteln noch nicht möglich sind. [TALMAGE ET AL., 2008]
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik der Immunmodulation bei Autoimmunerkrankungen mittels MSC ein und formuliert das Ziel, Erkenntnisse beider Forschungsbereiche zu verknüpfen.
2. Typ-1-Diabetes (T1D): Dieses Kapitel beleuchtet Historie, Krankheitsbild, Diagnose und die zugrunde liegenden immunologischen Mechanismen sowie in vivo-Modelle von T1D.
3. Einführung in die Stammzellforschung: Es werden grundlegende Definitionen, Differenzierungspotentiale und die Einteilung von Stammzellen in ESC und ASC dargestellt.
4. Mesenchymale Stroma-/Stammzellen (MSC): Beschreibung der Eigenschaften, Kultivierung und Herausforderungen bei der Benennung sowie Charakterisierung von MSC in vitro und in vivo.
5. Immunmodulation mit MSC: Ein komplexes Kapitel über die immunsuppressiven Wirkmechanismen der MSC gegenüber verschiedenen Immunzellen wie APC, T-Zellen und NKZ sowie die Rolle löslicher Faktoren.
6. In vivo - Potential von MSC in T1D und Autoimmunerkrankungen: Zusammenfassung der derzeitigen Studienlage zur therapeutischen Anwendung von MSC bei T1D in Tiermodellen und klinischen Ansätzen.
7. Diskussion: Kritische Reflexion der aktuellen Forschungsergebnisse und Ausblick auf zukünftige Möglichkeiten sowie Risiken einer MSC-basierten T1D-Therapie.
8. Zusammenfassung: Abschließende Synthese der Erkenntnisse über die immunmodulatorischen und trophischen Wirkungen von MSC und ihr Potential als Therapieform.
Diabetes Typ 1, Immunmodulation, Mesenchymale Stammzellen, MSC, Autoimmunerkrankung, T-Zellen, Dendritische Zellen, Zytokine, Immunsuppression, Beta-Zellen, Pankreas, Stammzellforschung, Zelltherapie, Inflammation, Indoleamin-2,3-dioxygenase
Die Arbeit untersucht, wie mesenchymale Stroma-/Stammzellen (MSC) zur Behandlung von Diabetes Typ 1 eingesetzt werden können, indem sie inflammatorische Immunreaktionen regulieren.
Im Mittelpunkt stehen die Pathogenese von Diabetes Typ 1, die Biologie der MSC und die vielfältigen molekularen Interaktionen zwischen diesen Stammzellen und dem Immunsystem.
Ziel ist es, den aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstand über die immunmodulatorischen Mechanismen von MSC zu bündeln und deren Eignung als zukünftige kausale Therapieform bei T1D zu evaluieren.
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturanalyse und der Zusammenführung widersprüchlicher Studienergebnisse, um Hypothesen für weiterführende Versuchsreihen zu entwickeln.
Der Hauptteil analysiert detailliert die Beeinflussung verschiedener Immunzellen (APC, B-Zellen, T-Zellen, NKZ) sowie die Bedeutung löslicher Faktoren und chemokinvermittelter Prozesse bei der MSC-Therapie.
Zentrale Begriffe sind Immunmodulation, MSC, Diabetes Typ 1, immunsuppressive Mechanismen und Geweberegeneration.
Die Unterscheidung verdeutlicht, dass allein die Anwesenheit von Entzündungszellen nicht zwingend zur Zerstörung der Beta-Zellen führt, sondern das spezifische Zytokin-Milieu darüber entscheidet.
Die IDO ist ein Schlüsselenzym, das Tryptophan abbaut und Kynurenin produziert; dieser Prozess hemmt die Proliferation von T-Zellen und ist ein wesentlicher Mechanismus der MSC-induzierten Immunsuppression.
Die Arbeit diskutiert kritisch Aspekte wie potenzielle Tumorgenität und unerwünschte Transdifferenzierung, die in zukünftigen Studien zur Anwendungssicherheit dringend weiter erforscht werden müssen.
Die Hypothese erklärt die steigende Inzidenz von T1D durch fehlende natürliche Pathogenreize, was zu einer weniger rigiden T-Zell-Selektion führt und somit autoreaktive Zellen begünstigt.
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