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Kombinierter Gentransfer von IGF-I und FGF-2 verbessert die Chondrogenese und Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo
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Autoren
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H. Madry
- Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
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G. Kaul
- Labor für Experimentelle Orthopädie, Universitätsklinikum des Saarlandes, Homburg, Germany
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P. Orth
- Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
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D. Zurakowski
- Department of Biostatistics, Harvard University, Boston, United States of America
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D. Kohn
- Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
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M. Cucchiarini
- Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Einleitung: Der Transfer therapeutischer Gene ist eine potentielle Möglichkeit zur Verbesserung der Knorpelreparatur. Wir testeten die Hypothese, daß kombinierter Gentransfer von IGF-I und FGF-2 die Chondrogenese und Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo verbessert.
Methoden: NIH 3T3-Zellen wurden mit lacZ-, IGF-I oder mit der Kombination IGF-I + FGF-2 transfiziert, in Alginatsphäroide verkapselt (lacZ-, IGF-I- oder IGF-I+FGF-2-Sphäroide) und in osteochondrale Defekte im Femoropatellargelenk von Kaninchen transplantiert. Die Knorpelreparatur wurde ausgewertet durch ein etabliertes Bewertungssystem nach 3 Wochen. Ein multivariantes Statistikmodell bestimmte die Signifikanz.
Ergebnisse: IGF-I- und IGF-I+FGF-2-Sphäroide sezernierten 229,1 ± 82,8 und 281,4 ± 44,0 ng IGF-I /107 Zellen/24 h am Tag 2 in vitro (P > 0.05, n = 3; lacZ-Sphäroide: 0,1 ± 0,0 ng/107 Zellen/24 h). IGF-I+FGF-2-Sphäroide sezernierten 28,7 ± 5,0 ng FGF-2 /107 Zellen/24 h am Tag 2 in vitro (lacZ-Sphäroide: 0 ± 0 ng/107 Zellen/24 h). IGF-I+FGF-2-transfizierte NIH 3T3-Zellen sezernierten IGF-I für mindestens 7 und FGF-2 für mindestens 4 Tage in vitro. Die Knorpelreparatur von osteochondralen Defekten war nach Transplantation von IGF-I-Sphäroiden tendenziell aber nicht signifikant im Vergleich zur Kontrollgruppe nach 3 Wochen verbessert (P > 0.05, n = 6). Im Kontrast dazu verbesserte der kombinierte Gentransfer von IGF-I+FGF-2 nach 3 Wochen in vivo signifikant die Einzelkategorien Integration, Zellmorphologie, Formation des subchondralen Knochens und der Tidemark sowie die Gesamtpunktzahl des Bewertungssystems im Vergleich mit Defekten, welche lacZ-Sphäroide erhielten (IGF-I+FGF-2: 11,2 Punkte; lacZ: 17,1 Punkte; P < 0.05, n = 6).
Schlussfolgerung: Kombinierte Überexpression von IGF-I und FGF-2 in verkapselten NIH 3T3-Zellen verbessert die Reparatur von osteochondralen Defekten nach 3 Wochen in vivo. Diese Daten lassen vermuten, daß kombinierte Applikation von Wachstumsfaktoren vorteilhafter als ihre alleinige Anwendung ist. Weitere Studien müssen die Dauerhaftigkeit dieser Knorpelreparatur evaluieren.
