Autor:innen:
S. Seidner (San Antonio, US)
D. McCurnin (San Antonio, US)
D. Freund (Dresden, DE)
C. Mühlfeld (Hannover, DE)
M. Rüdiger (Dresden, DE)
B. Thébaud (Ottawa, CA)
Hintergrund: Kontinuierlichen Therapiefortschritten zum Trotz bleibt die Bronchopulmonale Dysplasie (BPD) die häufigste lungenspezifische Folgeerkrankung der extremen Frühgeburtlichkeit. Zellbasierte Therapeutika auf Basis Mesenchymaler Stromalzellen (MSC) zeigten in präklinischen Modellen der BPD vielversprechende Effekte; der Nachweis der Wirksamkeit in der prematuren Lunge als Voraussetzung für breite klinische Prüfungen mit Kindern steht jedoch aus.
Fragestellung: Verbessert die präventive i.v. Therapie mit MSC die Lungenstruktur extrem frühgeborener, beatmeter Paviane?
Methoden: 5 Paviane (2♀, 3♂) wurden per elektivem Kaiserschnitt nach 125±2d Schwangerschaft (Regeltragzeit: 185d) und zweimaliger ANS-Prophylaxe geboren. Nach Intubation, Surfactantgabe, Anlage UAK und ZVK erfolgte 2h nach Geburt die i.v. Gabe von 10 Millionen MSC/kg KG (1♀, 2♂) oder Placebo (NaCl; 1♀, 1♂) in 1,5ml über 15min. Über die folgenden 14d wurden die Tiere unter kontinuierlicher Sedierung und Intensivüberwachung per PC-CMV mit Zielwerten von paO2=6.6-9.3kPa und paCO2=6-7.3kPa beatmet. Nach 14d erfolgte die Perfusionsfixierung der Lungen am CPAP=10cmH2O für die anschließende histologische Analyse. Stereologische Parameter zur Berechnung der Absolutvolumina von Lungengewebeanteilen sowie zur Bestimmung der zum Gasaustausch zur Verfügung stehenden Lungenoberfläche und mittlerer Septendicke (mean septal thickness, MST) wurden an verblindeten, isotropisierten, systematisch randomisiert gewonnenen Lungenschnitten (IUR-SURS) mit der newCAST PLUS-Plattform erhoben.
Ergebnisse: Die Lungen der unbehandelten, beatmeten Tiere zeigen nach 14d Zeichen der schweren Alveolarisierungsstörung. Von jedem cm³ Lungengewebe entfielen 0,498±0,018cm³ (MW±SD) auf zum Gasaustausch zur Verfügung stehendes Parenchym; 0,128±0,02cm³ auf Atelektasen und 0,153±0,007cm³ auf mesenchymal anmutende, zellreiche, bisher so nicht in der Pathoanatomie der BPD beschriebene Gewebeanteile ohne eindeutige Differenzierung. Die zum Gasaustausch zur Verfügung stehende Fläche wurde mit 88,25±9,25cm²/cm³, das „alveoläre“ Volumen mit 0,232±0,013cm³/cm³ und die MST mit 56,9±3,92µm bestimmt. MSC-behandelte Tiere zeigten pro cm³ Lungengewebe 25% mehr Parenchym (0,624±0,054cm³), 12% weniger Atelektasen (0,116±0,026cm³), 84% weniger mesenchymale Areale (0,024±0,007cm³), ein um 45% gesteigertes „Alveolar“volumen (0,335±0,045cm³) und eine mit 49,75±0,48µm um 13% reduzierte MST. Die zum Gasaustausch zur Verfügung stehende Lungenoberfläche konnte durch MSC-Therapie um 46% auf 125,39±10,86cm²/cm³ gesteigert werden.
Schlussfolgerungen: Eine präventive, intravenöse Therapie mit MSC führt zu einer besseren Alveolarisierung der Lunge frühgeborener, beatmeter Primaten. Die per design bias-freie stereologische Aufarbeitung und Analyse des Lungengewebes erbrachte den Nachweis von bisher nicht beschriebenen, zellreichen, mesenchymal anmutenden Lungengewebearealen, deren Ausdehnung durch eine MSC-Therapie deutlich reduziert wurde.