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Fragestellung: Derzeit wird das Prostazyklinanalogon (PGI2) Iloprost in klinischen Studien zur Behandlung der Osteonekrose in Frühstadien eingesetzt. In einer in vitro-Untersuchung soll die Frage beantwortet werden, in wieweit ein dosisabhängiger Effekt der Proteinexpression und Proliferation humaner, mesenchymaler Progenitorzellen aus dem Knochenmark besteht.

Methoden: Durch Dichtegradientenzentrifugation isolierte humane mesenchymale Progenitorzellen aus dem Knochenmark wurden nach 2-facher Passagierung mit dem Prostazyklin-Analogon (PGI2) Iloprost in 4 verschiedenen Konzentrationen in DMEM-Zellkulturnährmedium kultiviert (2.48 µmol/l, 24.8 µmol/l, 248 µmol/l, 2480 µm/l). Während eine Gruppe osteoblastär mit Dexamethason-Ascorbinsäure-Glycerolphosphat (DAG) in vitro stimuliert wurde, erfolgte in einer zweiten Gruppe keine zusätzliche DAG-Stimulation. Als Negativkontrolle diente eine Zellkultur ohne Iloprost-Zusatz, welche jeweils mit und ohne DAG behandelt wurde. Alle Experimente erfolgten im 3-fachen Ansatz. Nach einer Kultivierungsdauer von 6 Wochen erfolgte eine immunzytochemische Analyse der Zellkulturen auf folgende Marker: Kollagen (Col) I und III, Alkalische Phosphatase (ALP) sowie Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF). Während der Kultivierung erfolgte eine lichtmikroskopisch-morphologische Analyse der zellulären Proliferation.

Ergebnisse: Es wurden unter Iloprost-Zugabe dosisabhängige Effekte für die Expression von Col I / III, ALP und VEGF gemessen. Ohne osteoblastäre Stimulation betrugen die Mittelwerte (X) der positiven Zellen wie folgt: X-Dosis-2.48: 38102 (ALP), 46998 (Col I), 45145 (Col III), 41459 (VEGF) / X-Dosis-24.8: 45067 (ALP), 40535 (Col I), 42465 (VEGF) / X-Dosis-248: 35332 (ALP), 46830 (Col I), 42130 (Col III), 41878 (VEGF) / X-Dosis-2480: 24758 (ALP), 46662 (Col I), 41542 (Col III), 32814 (VEGF). Unter DAG-Stimulation fanden sich folgende, dosisabhängige Werte: X-Dosis-2.48: 37957 (Col I), 38926 (Col III), 24066 (VEGF) / X-Dosis-24.8: 44095 (Col I), 36342 (Col III), 28831 (VEGF) / X-Dosis-248: 50475 (Col I), 35373 (Col III), 26408 (VEGF) / X-Dosis-2480: 46760 (Col I), 38199 (Col III), 25358 (VEGF). Die Negativkontrollen ohne Iloprost- und ohne DAG-Zusatz ergaben folgende Werte: X-Neg: 23918 (ALP), 41962 (Col I), 42466 (Col III), 32145 (VEGF). Demgegenüber fanden sich in der Negativkontrolle folgende Werte unter DAG-Stimulation: X-Neg-DAG: 36422 (Col I), 35050 (Col III), 26812 (VEGF). Es bestand keine Dosisabhängigkeit in Bezug auf die zelluläre Proliferation und Morphologie während des Kultivierungszeitraumes im Lichtmikroskop.

Schlussfolgerung: Es bestehen dosisabhängige Effekte von Iloprost für die Expression vaskulärer und osteoblastärer Marker in einer humanen Knochenmarkzellkultur. Das Expressionsmuster wird durch eine DAG-Stimulation beeinflusst. Insbesondere die Konzentration von 248 µmol Iloprost / l förderte sowohl die osteoblastäre als auch die vaskuläre Zelldifferenzierung.