Mikroverkapselung von humanen Parathyreozyten mit Natriumcellulosesulfat und Poly-DADMAC in der Behandlung des postoperativen Hypoparathyreoidismus

Abstract

Aufgrund der vielfältigen metabolischen Funktionen des Parathormons ist bisher keine befriedigende Behandlung des postoperativen Hypoparathyreoidismus vor allem nach Schilddrüsenoperationen möglich. Bisherige Behandlungsversuche durch Allotransplantation von humanem, parathyreoidalem Gewebe scheiterten letztlich immer aufgrund immunogener Abstossung. Die Mikroenkapsulierung parathyreoidaler Zellen mittels einer semipermeablen Membran ermöglicht einerseits den Austausch von Hormonen und Stoffwechselmetaboliten, andererseits bildet sie einen wirkungsvollen immunogenen Schutz. In einem Zellkulturmodell aus humanen Parathyreozyten wurden 30 Proben von Patienten vor allem mit sekundärem Hypoparathyreoidismus untersucht. Es wurde jeweils die PTH-Sekretion vor und nach Enkapsulierung mit Natriumcellulosesulfat (NaCS) und Polydiallyldimethylammoniumchlorid (Poly-DADMAC) analysiert. Die Zellviabilität stieg von 72(11,7% an Tag 1 auf 95(4,3% an Tag 3. Die physiologische Antwort der Parathormonzellen auf extrazelluläre Kalziumkonzentrationen blieb auch bei den enkapsulierten Zellen erhalten und war etwa vergleichbar mit den Ergebnissen der unverkapselten Vergleichsgruppe. Der mittlere Kapseldurchmesser war mit 0,33(0,02mm relativ einheitlich. Die durchschnittliche Porengröße wurde mit 1,39(0,04nm bestimmt. Die hergestellten Kapseln verfügten mit einer zum Zerplatzen aufzuwendenden Kraft von 2,84(1,36 N über eine hohe mechanische Stabilität. Die mit NaCS/Poly-DADMAC enkapsulierten Parathyreozyten zeigten im Vergleich zur Gruppe der unverkapselten Zellen einen nahezu linearen Anstieg der PTH-Sekretion während des gesamten Beobachtungszeitraumes.

Due to the various metabolic functions of parathyroid hormone satisfactory treatment of permanent hypoparathyroidism after thyroid and parathyroid surgery remains difficult. Previous trials with allotransplantation of human parathyroid tissue failed because of rejection. Besides their immunoissolation abilities semi-permeable membranes of microcapsules ensure access to nutritients or oxygen and transfer of peptide hormones. An established human parathyroid cell culture model was used to examine 30 cryopreserved specimens from patients with secondary hyperparathyroidism. We analysed PTH secretion and function before and after microencapsulation with sodiumcellulose sulphate (NaCS) and polydiallyldimethylammonium chloride (Poly-DADMAC). Cell viability of cryopreserved tissue in culture increased from 72(11,7% to 95(4,3% after two days. Physiological responsiveness to calcium suppression was still intact and comparable to the encapsulated group. Mean capsule diameter was 0,33(0,02mm, while pore size was 1,39(0,04nm. In comparison to the group of non-encapsulated cells the PTH-secretion increased in the group of the encapsulated cells approximately linear. This study shows that microencapsulation with NACS and Poly-DADMAC allows nutritive supply and endocrine secretion of human parathyroid cells.