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Frühe Expression hypertropher Marker bei der chondrogenen Differenzierung humaner mesenchymaler Stammzellen aus Knochenmark in vitro
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Veröffentlicht: | 19. Oktober 2004 |
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Text
Fragestellung
Mesenchymale Stammzellen (MSC) werden als neue Zellquelle für die Zelltherapie von Knorpeldefekten diskutiert. Die Entstehung von funktionalen Chondrozyten aus MSC während der Embryonalentwicklung folgt einem exakten Programm und Zeitplan. Gewährleisten gängige in vitro Protokolle zur Expansion und chondrogenen Induktion von adulten MSC, daß diese natürliche Entwicklung nachvollzogen wird?
Methoden
Der molekulare Phänotyp von chondrogen induzierten MSC (u.a. TGFß3, 3D Sphäroide) wurde durch Analysen des Genexpressionsprofils (cDNA-Array, real-time RT-PCR) über 6 Wochen verfolgt und ausgewählte Knorpelmoleküle auf Proteinebene analysiert. In vitro expandierte humane Chondrozyten wurden vergleichend analysiert.
Ergebnisse
Wie aus der Knorpeldifferenzierung im Rahmen der endochondralen Ossifikation bekannt, durchliefen auch MSC in vitro die Stadien der Kondensation, Differenzierung und Hypertrophie, jedoch mit einem veränderten Zeitplan. Im Vergleich zur natürlichen Entwicklung trat die Expression hypertropher Marker (Col 10; MMP13) verfrüht gegenüber typischen Differenzierungsmolekülen (Col 2; PRELP) auf. Dedifferenzierte Chondrozyten zeigten unter identischen Bedingungen eine heterogene Re-differenzierung, blieben jedoch gegenüber hypertropher Differenzierung resistent. Eine Kalzifizierung der Matrix blieb bei beiden Zellarten aus.
Schlussfolgerungen
Aufgrund ihrer Differenzierungskapazität erscheinen beide Zelltypen grundsätzlich für den Einsatz in der Knorpel-Zelltherapie geeignet. Die Unterschiede im Differenzierungsverhalten von MSC und Chondrozyten bedürfen dringend vergleichender Analysen in Tiermodellen.