Ziel: In-vitro-Untersuchungen zur Markierungseffizienz von humanen mesenchymalen Stammzellen mit superparamagnetischen Eisenoxidpartikeln sowie Nachweisbarkeit und Quantifizierung in der MRT bei 3T. Material und Methoden: hMSC wurden mit unterschiedlichen Konzentrationen von Resovist®, Endorem®, zitratumhüllten Magnetoferrit- (3, 7 nm) und Kobaltferrit-Partikeln (12 nm) inkubiert. Partikelaufnahme, intrazelluläre Verweildauer sowie Visualisierung und Quantifizierung der markierten hMSC wurden bis 5 Wochen nach Inkubation in der MRT bei 3T erfasst, zytologisch korreliert und atomabsorptionsspektrometrisch (AAS) quantifiziert. Ergebnisse: hMSC konnten effektiv mit Resovist® sowie zitratumhüllten USPIOs (CMF7, CMF3) markiert werden (mittlerer intrazellulärer Eisengehalt: 5,1/1,8, 1,9/1,4 und 1,5/1,0 pg/Zelle [Resovist®, CMF7, CMF3] vs. 0,58/0,34 und 0,43/0,30 pg/Zelle [Endorem®- und Kobaltferrit-Partikel], Inkubationskonzentrationen 1 : 30/1 : 300). Die Partikelaufnahme korreliert mit der Konzentration von (U)SPIO im Inkubationsmedium. Eine MR-Detektion von 5 × 104 Fe-markierten hMSC/ml war bis zu 5 (Resovist®, CMF7 and CMF3) bzw. 3 - 4 Wochen (Endorem, Kobaltferrit) in einem klinischem MR-Tomographen möglich. Eine quantitative Bestimmung des intrazellulären Eisengehaltes kann mittels MR-Relaxometrie erfolgen. Schlussfolgerung: Die Effizienz einer magnetischen Markierung von hMSCs hängt von der Kombination aus Größe, Hüllen- und Kernbeschaffenheit der verwendeten Partikel ab. Mittelgroße, klinisch erprobte Carboxydextran- (˜ 50 nm) und ultrakleine, experimentelle zitratumhüllte Partikel (< 10 nm) führen zu einer effektiven Zellmarkierung. Die lange Partikelpersistenz ermöglicht prinzipiell ein langes diagnostisches Zeitfenster zum Stammzelltracking.
