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Stammzellen nehmen in der regenerativen Therapie von Herzkreislauferkrankungen einen hohen Stellenwert ein. Aufgrund der ethischen Kontroverse besitzen adulte Stammzellen mit einem Differenzierungspotential von embryonalen Stammzellen einen Vorteil gegenüber den humanen embryonalen Stammzellen. In dieser Arbeit konnten spermatogoniale Stammzellen aus einem transgenen Mausmodell (MHC-NEO/MHC-eGFP) isoliert und mittels lentiviraler Überexpression von OCT4 allein in den pluripotenten Zustand überführt werden. Die Pluripotenz dieser induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) wurde durch verschiedene charakteristische Analysen nachgewiesen. Für therapeutische Einsätze zur Myokardinfarktregeneration stellen kardiovaskuläre Vorläuferzellen, die die Fähigkeit aufweisen sowohl zu proliferieren als auch in Kardiomyozyten, glatte Muskelzellen und endotheliale Zellen zu differenzieren, eine geeignete Zellart dar. Diese Vorläuferzellen sind durch die Expression des Oberflächenrezeptors fetal liver kinase 1 (FLK1) gekennzeichnet. In dieser Arbeit wurden iPSCs generiert und in FLK1 positive Zellen durch Cokultivierung differenziert und mit Hilfe der fluorescence activated cell sorting (FACS)-Technik separiert. Es wurden 30% FLK1 positive Zellen gewonnen. Auch hESCs konnten durch Cokultivierung auf OP9 Zellen (30%) und über das mass culture Verfahren (50%) in kinase domain region (KDR) positive Zellen differenziert werden. Die Vitalität und Differenzierungsfähigkeit der FLK1 positiven Zellen nach der FACS-Separierung wurden bestätigt. Zur Analyse des therapeutischen Effekts dieser FLK1 positiven Zellen wurde ein Myokardinfarkt-Mausmodell etabliert. Die FLK1 positiven Zellen wurden allogen in Wildtypmäuse injiziert, die mit dem Immunsuppresivum Ciclosporin A (CsA) behandelt wurden. Nach Injektion dieser Vorläuferzellen wurde eine signifikante Steigerung der Ejektionsfraktion an Tag 56 nach Injektion nachgewiesen. Dieser funktionssteigernde Trend an Tag 56 durch die Zellinjektion wurde auch bei der Verkürzungsfraktion beobachtet. Die injizierten Zellen konnten zu den frühen Untersuchungszeitpunkten im Myokard durch Zellkernansammlungen nachgewiesen werden. Zu späteren Zeitpunkten war dies nicht mehr der Fall. Während der in vivo Studie wurde zu keinem Zeitpunkt eine Teratombildung beobachtet. Immunologische Untersuchungen zeigten, dass die FLK1 positiven Zellen eine Tumorigenität in immundefizienten Mäusen aufwiesen und somit in dieser Form nicht direkt für die regenerative Therapie eingesetzt werden können. Ebenfalls wurde gezeigt, dass das Immunsystem der Versuchstiere und die Behandlung mit dem Immunsuppressivum CsA Auswirkungen auf die Teratombildung in der in vivo Studie besitzen. Die injizierten Zellen führten zu einer Aktivierung der natürlichen Killer (NK)-Zellen der Versuchstiere, die hingegen zu einer Lyse der injizierten Zellen führen konnten. CsA inhibierte die Teratombildung, besaß jedoch keinen Einfluss auf die NK-Zellaktivität. Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass die injizierten Zellen vom Immunsystem der Mäuse abgestoßen worden sind und somit zu späteren Versuchszeiten nicht mehr nachgewiesen werden konnten. Trotz der eventuellen Abstoßung im späteren Versuchsverlauf führte die Injektion der FLK1 positiven Zellen zu einer signifikanten Steigerung der Herzleistung. Die Tumorigenität von Zellen spielt eine entscheidende Rolle in der stammzellbasierenden Therapie. Die virale Methode der Reprogrammierung in iPSCs hatte keinen Einfluss auf die Tumorigenität dieser Zellen. Bei Injektion von autologen viral iPSCs in entsprechende Akzeptormäuse wurden Teratombildungen beobachtet. Die NK-Zellaktivität wurde durch die Injektion jedoch nicht aktiviert. Es wurde somit gezeigt, dass die viral iPSCs vom Immunsystem der autologen Versuchstiere nicht abgestoßen wurden. Die Tumorigenität schien somit von zelllinienspezifischen Immunogenen beeinflusst. Für klinische Anwendungen könnten die hier untersuchten kardiovaskulären Vorläuferzellen, die ein regeneratives Potential aufwiesen, aufgrund ihrer Tumorigenität jedoch nicht eingesetzt werden. Zukünftig müssten die zu transplantierenden Zellen erneut selektiert werden, um eventuelle Unreinheit von undifferenzierten Zellen zu umgehen. Dies könnte durch Kultivierung der Population mit NK-Zellen erfolgen, da diese Arbeit gezeigt hat, dass eine NK-Zellaktivität gegen tumorigene Zellen vorliegt. Eine andere Möglichkeit wäre diese kardiovaskulären Vorläuferzellpopulation im Folgenden auch zur Herstellung von künstlichem Herzgewebe einzusetzen, um größere Bereiche von geschädigtem Myokard zu regenerieren.

Mesenchymale Stammzellen bieten eine interessante Option in der regenerativen Medizin, da sie praktisch unlimitiert verfügbar sind. Um das Verhalten von humanen MSC zu studieren, werden Untersuchungen momentan an immundefizienten Mäusen durchgeführt, deren Verwendung kostenintensiv und aufwendig ist. Fra-gestellung war, ob durch Immunisolation (Alginat, Dialyseschlauch, Diffusionskammer) die Knorpel erhaltenden -, bzw. bildenden Eigenschaften von MSC-Konstrukten ebenso gut in immunkompetenten Mäusen untersucht werden können. Gleichzeitig sollte geprüft werden, ob die mit einer Immunabschirmung einhergehende Reduktion der Zellversorgung und damit die Annäherung an die Gelenksituation ihre Mineralisierung vermindern kann und ob Mauszellen für eine Veränderung der vordifferenzierten Knorpelpellets verantwortlich sind. Hierzu wurden hBMSC chondrogen differenziert. Die Zellpellets wurden mit Alginat, dem Dialyseschlauch oder der Diffusionskammer verkapselt und parallel zu unver-kapselten Kontrollpellets subkutan in immundefiziente SCID-Mäuse sowie in immunkompetente BDF1-Mäuse implantiert. Die Explantate wurden mit Alzianblau-, Alizarinrot-, Kollagen Typ II-Färbungen, sowie einer ALU in-situ Hybridisierung mar-kiert und mittels Histologiescore doppelt blind bewertet (MannWhitneyU). Überra-schenderweise zeigten die unverkapselten Kontrollen in den BDF1-Mäusen weder Zeichen von Inflammation noch von Destruktion und 4/5 der Pellets waren auf Kol-lagen Typ-II und Alzianblau positiv. Gleichzeitig war der Grad der Mineralisierung in den BDF1-Mäusen gegenüber SCID-Mäusen reduziert (p = 0,03). Durch Alginat wurde die Mineralisierung in den BDF1 Mäusen (0/8) völlig verhindert, während in den SCID-Mäusen noch 7/8 der Pellets Kalzifizierung zeigten (p = 0,001). Die Verkapselung mit Alginat verglichen mit der Kontrolle führte in beiden Mausstämmen zu höheren Scores für Kollagen Typ II (SCID: p = 0,013, BDF1: p = 0,042) und zeigte gleichzeitig eine Reduktion der Mineralisierung (SCID: p = 0,018, BDF1: p = 0,031). In SCID-Mäusen war außerdem der Alzianblau-Wert gegenüber den Kontrollen erhöht (p = 0,003). Die Diffusionskammer erwies sich als ungeeignet, da die Pellets ihre knorpeligen Eigenschaften verloren. Durch die Verwendung des Dialyseschlauches konnte lediglich in der SCID-Maus eine Erhöhung der Kollagen Typ II (p = 0,03) und eine Reduktion der Kalzifizierung (p = 0,004) erreicht werden. Sowohl im Alginatbead in der BDF1-Maus (1/3 Spendern), als auch im Dialyseschlauch mit Kollagenmembran (2/3 Spendern) konnte eine erfolgreiche in vivo Chondrogenese durchgeführt werden. Zur Untersuchung der in vivo Stabilität knorpeliger MSC-basierter Konstrukte stellt die BDF1-Maus eine attraktive, kostengünstige Alternative mit einer gegenüber der SCID-Maus verringerten Mineralisierungsrate dar. Die in vitro gebildete knorpelige Extrazellulärmatrix erzeugt dabei bereits eine Immunisolation, welche die Transplantatdestruktion verhindert. Ob ein intaktes lymphozytäres System die Knorpelstabilität gegenüber defizienten Immunsystemen begünstigt, muss durch die Untersuchung weiterer Ansätze belegt werden. Im Gegensatz zur Diffusionskammer bietet Alginat das richtige Maß an Versorgungsreduktion, um die Stabilisierung des Knorpelphänotyps der Konstrukte zu ermöglichen.

Microtubules are tubular polymers that are involved in a variety of cellular processes such as cell movement, mitosis and intracellular transport. The dynamic behavior of microtubules makes this possible because all of these processes require quick responses. Embryonic stem (ES) cells were first isolated from mouse embryos and they have two unique characteristics; they can be kept undifferentiated for many passages with a stable karyotype and they can be differentiated into any type of cells under appropriate conditions. The pluripotency of ES cells, their ease of manipulation in culture, and their ability to contribute to the mouse germ-line provides us a model of differentiation both in vitro and in vivo. In my thesis I focused on the cell division and neuronal differentiation of ES cells and developed two methods to understand the effects of microtubule dynamics in spindle assembly and chromosome segregation and to reveal the roles of different Microtubule Associated Proteins (MAPs) in the neuronal morphology formation. In the first part, we developed a live-cell imaging method for ES cells to visualize, track and analyze the single cell behavior in a cell population over a time period. So far many techniques have been adapted and combined for imaging of cell lines, mainly for the cancer or immortalized ones. However, because ES cells are very prone to apoptosis, tend to form spheres and hard to stably label, it is quite tricky to image them in culture conditions. In our system, we combined the BAC-based gene expression with wide-field deconvolution microscopy for ES cells that are plated onto the laminin-511 coated surface and kept in CO2 independent culture conditions. This combined technique does not interfere with the growth of cells and keeps them healthy up to 24 hours on the microscope stage. In the second part, we analyzed the effects of MAPs chTOG, EB1, Kif18A and MCAK in the overall spindle morphology and mitotic progression in mES cells. For this purpose, we utilized our stable TUBB-GFP and H2A-GFP cell lines along with our live-cell imaging set-up to reveal the effects of the above-mentioned proteins and the interplay among each other. By using RNAi method we either single or co-depleted the genes by siRNAs and measured the spindle length and width in RNAi conditions. We further analyzed the mitotic progression in H2A-GFP cell line in terms of the metaphase timing and the percentage of chromosome segregation errors. Our results showed that, EB1 depletion did not cause any significant changes in the overall spindle morphology or in the metaphase timing. However, the co-depletion of EB1 with chTOG partially rescued the sichTOG specific mini-spindle phenotype. siKif18A produced longer spindles without any change in the spindle width. Surprisingly, the co-depletion of antagonistic chTOG and Kif18A proteins had additive effects on the spindle dynamics and on mitotic progression in a way that spindle assembly was severely disrupted by the absence of these two proteins and as a result of this, both metaphase timing and chromosome missegregation levels increased significantly. These results overall indicate that MAPs have important roles in the regulation of dynamic instability and these proteins have an interplay among each other to be able to control the morphology of the spindle as well as the correct segregation of chromosomes into daughter cells. In the last part, I will introduce you a new ES cell based differentiation and morphology model, which brings the advantages of high resolution imaging capacity, control over development and easy genetic manipulation and culturing. We have generated Tet-induced shRNA cell lines against chTOG, Kif18A and MCAK, which are also stably expressing TUBB-GFP. These labeled cells were mixed with unlabeled wild-type mES cells before differentiation at 1:1000 ratio and then they were differentiated into mouse cortical cells and spinal motor neurons. Our results showed that, all of the three genes could be successfully knocked-down by shRNA after 48 hours of Tet induction. After mixing the labeled and unlabeled cells, single neurons could be imaged at high resolution and their skeletons could be generated afterwards. The RNAi studies in shchTOG cell line showed that, the knock-down of this gene in early differentiation interferes with the neuronal differentiation.

Methylation of histone 3 (H3) at lysine 36 (K36) has been implicated in several biological processes, such as DNA replication, DNA repair, and transcription. To date, at least eight distinct mammalian enzymes have been described to methylate H3K36 in vitro and/or in vivo. In this work, Set2, Nsd1, and Nsd3 Venus tagged proteins were successfully expressed in mouse embryonic stem cells and, then, analyzed by confocal microscopy, mass spectrometry (MS), and chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq). MS analysis revealed that Setd2, Nsd1, and Nsd3 do not associate in protein complexes with each other. Setd2 was associated with RNA polymerase II subunits and two transcription elongation factors (Supt5 and Supt6), whereas Nsd1 associated with the transcription factor Zfx. In contrast, Nsd3 interacted with multiple protein complexes including Kdm1b and Brd4 complexes. Interestingly, Nsd1 and Zfx seem to be bound to chromatin during cell division. ChIP-seq analysis of the H3K36 methyltransferases showed different binding profiles at transcribed genes: Nsd1 binds near the transcription start site (TSS), Setd2 loading starts near the TSS and spreads along the gene body, while, Nsd3 is preferentially enriched at the 5’ and 3’ gene regions. Sequential deletion of PWWP and zinger-finger like domains was achieved to study any possible changes in Nsd1 and Nsd3 function. Deletion of either PHD1-4 or PHD5/C5HCH domains decreased Nsd1 recruitment to chromatin. Particularly, the PHD5/C5HCH were identified as the protein-protein interface for Zfx interaction. In agreement, Zfx knockdown also decreased Nsd1 deposition at the Oct4 and Tcl1 promoter regions. Furthermore, Nsd1 depletion reduced bulk histone H3K36me2 and histone H3K36me3 loading at the coding regions of Oct4, Rif1, Brd2, and Ccnd1. In addition, Nsd1 knockdown led to an increased Zfx deposition at promoters. Our findings suggest Zfx recruits Nsd1 to its target loci, whereas Nsd1 regulates Zfx chromatin release and further contributes to transcription regulation through its H3K36 dimethylase activity. On the other hand, loss of Nsd3’s PHD5/C5HCH or PWWP domains decreased Nsd3 binding to DNA. In addition, we demonstrate that Nsd3 is recruited to target genes in a Brd4-dependent manner. Herein, we provided further insights on how H3K36 methyltransferases are regulated, and how they contribute to changes in the epigenetic landscape in mouse embryonic stem cells.fi

The regenerative potential of adult stem cell populations within the human body bears great promises for their use in regenerative medicine. The bone marrow (BM) harbours two different types of adult stem cells, haematopoietic stem and progneitor cells (HSPCs) and multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs), which are tightly regulated in their distinct anatomically defined niches by multiple cues such as cytokines, cell-cell contacts, the extracellular matrix (ECM) and the physical microenvironment. The ex vivo expansion of these cells for applications in regenerative therapies is of great interest and several biomaterial approaches attempt to mimic the natural BM niche and its components to control stem cell maintenance and differentiation. However, as of now the complexity of such stem cell niches is hard to recapitulate. Towards this goal, this work was focussing on the ECM environment of BM stem cells and was set out to engineer improved in vitro culture systems. MSC themselves are one of the most important cell types within the BM that secrete and construct ECM-networks and thereby shape the microenvironment of the residing cells. The potential of primary human BM-MSC to secrete ECM in vitro has been exploited to generate niche-like ECM surrogates in a robust and versatile format. Application of decellularisation regimes allowed the fabrication of complex matrices which demonstrated suprastructural, compositional and physicochemical properties compareable to those of the native BM-ECM environment. Reliable stability and reproduciblity was achieved by a dedicated procedure of maleic anhydride co-polymer-mediated covalent binding of fibronectin and subsequent anchorage of cell-secreted ECM molecules. As a result of the high reproducibility, a complete proteomic register of ECM molecules was obtained in combination with determining the complex fibrillar and soft gel-like characteristics of MSC-derived matrices. Based on the established BM niche-like substrate, the impact of extracellular matrices on MSC and HSPC ex vivo behavior has been explored. Both cell types demonstrated strong adhesion to ECM substrates and depicted a changed cellular morphology upon contact with native ECM structures compared to standard culture substrates or simple ECM protein coatings, indicating an intense interplay between the cell and the microenvironment. MSC that re-grew into their own matrices have shown advantageous proliferation and cytokine secretion levels as well as enhanced differentiation intensity (upon differentiation induction) compared to MSC that were cultured on less complex substrates. Similarly, HSPC were also instructed for enhanced expansion on MSC-derived matrices without exhaustion of stem cell-marker expressing progenitor cells. The efficiency of these matrices was related to their ability to mimic the native composite suprastructure, ligand nano-topography, molecular composition and physical properties of natural BM ECM environments. The data obtained within this thesis set the ground for a more rational design of artificial stem cell niches with defined and distinct properties, offering exciting options for the in-depth analysis and understanding of stem cell regulation by exogenous cues.

Die Nicht-alkoholische Steatohepatitis (NASH), gehörig zu der Gruppe der chronischen Lebererkrankungen als eine schwere Form der Nicht-alkoholischen Fettleber-erkrankungen (NAFLD), nimmt in ihrer Prävalenz ständig zu. Gründe dafür sind u.a. eine gesteigerte Nahrungsaufnahme sowie Veränderungen der Nahrungszusammen-setzung. Es kommt zur Ausbildung einer Steatose, die sich unter Mitwirkung verschie-dener Einflussfaktoren zur Steatohepatitis weiterentwickeln kann, wobei die Pathoge-nese noch nicht genau verstanden ist. Die Nicht-alkoholische Steatohepatitis geht oft einher mit Insulinresistenz und starkem Übergewicht. Die Folgen für die Leber sind Funktionseinschränkungen und –verlust, hervorgerufen durch eine massive Akkumula-tion von Triglyzeriden in den Hepatozyten, Entzündungsprozesse sowie einem fibro-tischen Umbau der Leber. Im fortgeschritten Stadium wird eine Lebertransplantation unausweichlich, die jedoch aufgrund des zunehmenden Mangels an Spenderorganen oft nicht möglich ist. Eine Alternative bietet die Transplantation mesenchymaler Stammzellen (MSC). MSC können in vitro in leberzellähnliche Zellen differenziert wer-den und weisen dabei essentielle hepatozytäre Eigenschaften auf, wodurch sie als möglicher Ersatz bzw. als Überbrückungstherapie bis zur Lebertransplantation in Frage kommen. Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit dieser Fragestellung. Dazu wur-de ein Tiermodell der NASH mittels Methionin-Cholin-defizienter Diät (MCD-Diät) etab-liert und die Transplantation von hepatozytär differenzierten MSC durchgeführt. An-hand spezifischer zellulärer und biochemischer Marker der NASH konnte die Wirkung des Zelltransplantats auf die Empfängerleber analysiert werden. Es hat sich gezeigt, dass die MSC einen anti-inflammatorischen, anti-fibrotischen und pro-proliferativen Einfluss auf das Empfängerparenchym hatten und somit zur Verbesserung der Symptomatik der NASH beitrugen.

Am Herzzentrum Leipzig konnte bereits unter Einsatz von neonatalen Kardiomyozyten ein dreidimensionales vaskularisiertes Engineered Heart Tissue (EHT) etabliert und in Rat- ten mit dilatativer Kardiomyopathie implantiert werden. In Hinblick auf einen möglichen klinischen Einsatz zur Behandlung von fortgeschrittenen kardialen Erkrankungen ist es notwendig die neonatalen Kardiomyozyten der etablierten EHTs durch eine alternative Zellsorte zu ersetzen. In der vorliegenden Arbeit wurden mesenchymale Stammzellen (MSCs) aus dem Kno- chenmark der Ratte verwendet, da sie autolog aus fast jedem Körpergewebe gewonnen werden können und somit ethisch und immunologisch unbedenklich sind. Es ist gelungen formstabile, transplantationsfähige Engineered Tissues sowohl aus selbst isolierten MSCs (sMSC-ET) als auch aus kommerziell erworbenen MSCs (cMSC-ET) herzustellen. Bereits in vitro hatten sich in den künstlich hergestellten sMSC-ETs und cMSC-ETs Mikrogefäße entwickelt. Nach Implantation der MSC-ETs um ein Rattenherz verbesserte sich deren Vas- kularisierung signifikant. Zusätzlich konnte in vivo eine De-novo-Synthese von elastischen Fasern als Zeichen eines Anpassungsprozesses nachgewiesen werden. Das Hauptziel dieser Arbeit, nämlich die kardiale Differenzierung der MSCs, wurde jedoch verfehlt. Entspre- chend diesem Ergebnis steht bis heute ein endgültiger Beweis aus, ob MSCs fähig sind sich in funktionelle echte Kardiomyozyten zu differenzieren. Überdies entwickelte sich aus einem der drei implantierten cMSC-ETs ein hochmalignes undifferenziertes pleomorphes Sarkom, welches infiltrierend in das Rattenherz einwuchs. Diese Beobachtung wurde nicht für sMSC-ETs gemacht. Bei der histologischen Analyse des pleomorphen Sarkoms zeigte sich, dass dieses keine gewebespezifischen Connexine an Stellen des invasiven Wachstums exprimierte und nahezu keine am Übergang vom Tumor- zum Herzgewebe. Gleichwohl bestand zwischen proliferativer Aktivität und Connexin- Expression eine negative Korrelation. Diese Beobachtungen unterstützen zwei bekannte Theorien. Zum einen könnte das invasive Wachstum von Tumoren durch eine gestörte bzw. fehlende Kommunikation von Gap-Junction-Kanälen zwischen Tumor- und gesunden Gewebe ermöglicht worden sein. Zum anderen könnten Connexine ihrerseits über zellge- bundene molekulare Wechselwirkungen die Tumorprogression beeinträchtigen. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass MSCs nicht für die Herstellung von artifi- ziellem Herzgewebe geeignet sind, wohl aber für die Herstellung von künstlichen Blutge- fäßsystemen. Als sinnvolle Zellalternative bieten sich induzierte pluripotente Stammzellen (IPS-Zellen) an, da deren Differenzierbarkeit zu funktionellen Kardiomyozyten glaubhaft bewiesen werden konnte. Auch IPS-Zellen bergen ein onkogenes Potential. Daher gilt es einheitliche Kontrollen und Sicherheitsmessungen in der Herstellung von pluripotenten wie auch multipotenten Stammzellen für zellbasierte Therapien zu entwickeln und verpflichtend einzuführen.

Focal cartilage defects (FCD) of the knee joint remain a difficult area of treatment for orthopaedic surgeons, as they often progress to generalized osteoarthritis (OA). Osteochondral autograft transfer (OAT) to the damaged cartilage area has shown promise, but this has been associated with pain and bleeding at the site of graft harvest. The use of mesenchymal stem cells (MSCs) in a matrix to regenerate articular cartilage has been proposed. This work describes a prospective case-control series comparing OAT with a novel, MSC-seeded scaffold graft in the stifle joints of healthy merino sheep. The triphasic grafts were composed of a beta-tricalcium phosphate osseous phase, an intermediate activated plasma phase and a collagen I hydrogel cartilage phase. The osseous and cartilage phases were seeded with autologous MSCs. All sheep underwent creation of a full-thickness, 4.0 mm diameter FCD (n=20) followed by six weeks of unrestricted activity, allowing the defects to degenerate naturally. At six weeks, half of the lesions were treated with OAT and half with the triphasic engineered grafts. At 6-month and 12-month follow-up, no significant differences were noted between groups with regard to overall histological scores. Macroscopic and biomechanical analysis at 12 months showed no significant differences between groups. In summary, autologous MSC-seeded implants showed comparable repair quality to OAT without the associated donor site morbidity.

Das Wissen über die zellularen und molekularen Mechanismen, die Stammzellen befähigen das hämatopoetische System aufrecht zuerhalten, ist weitgehend unvollständig. Es existieren verschiedene Theorien darüber, in wie weit zell- oder systemspezifische Einflüsse die Selbsterneuerung und die Differenzierungprozesse der hämatopoetischen Stammzellen steuern. Eine experimentelle Möglichkeit zur Überprüfung der Hypothesen sind Repopulationsexperimente mit verschieden Zellpopulationen. Die Zellkulturen bestanden aus Nachkommen einer einzigen Stammzelle oder aus verschiedenen Stammzellen. Es liegen Resultate vor, die zeigen, dass Transplantationen mit kleinen Zellzahlen eine starke Heterogenität erzeugen. Repopulationen mit grossen Transplantaten zeigen eine kleine Variabilität in den Zellanteilen. Es konnten langfristige Trends in den Zellkinetiken festgestellt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden durch biologische Annahmen über die Zelleigenschaften und die Umsetzung des experimentellen Ablaufes verschiedene Modellszenarien entwickelt und simuliert. Modellannahmen und Parameterwahl basieren hierbei auf den experimentellen Beobachtungen. Es wird untersucht, welche zell- bzw. systemspezifischen Einflussfaktoren notwendig sind, um die gewünschte Variabilität im Repopulationsverhalten zu erzeugen.