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Humane stromale Knochenmarkzellen (Bone marrow stromal cells) spielen eine zentrale Rolle bei der Reparatur und Regeneration von mesenchymalen Geweben. In Hinblick auf das Tissue Engineering von Bändern und Sehnen wird analysiert, ob Fibroblast Growth Factor-2 (FGF-2) die Zellproliferation sowie die Differenzierung im Sinne einer zunehmenden Expression der extrazellulären Matrixproteine Kollagen I, Kollagen III und Fibronektin stimuliert.

Analysiert wurden die Effekte von FGF-2 mit der Konzentration 3 ng/ml (Gruppe F3), 30 ng/ml (Gruppe F30) sowie ohne FGF-2 (Gruppe F0) auf die Proliferation, Differenzierung sowie Apoptose von humanen Stromazellen aus dem Knochenmark. Hierzu wurde die Expression von Kollagen I, Kollagen III and Fibronektin mRNA untersucht (RT-PCR), Proliferation (Inkorporation von BrdU, Spektrophotometrie), Apoptose (Annexin V, FACS), sowie Zellmorphologie (Toluidinblau-Färbung).

In der Gruppe F3 wurde eine biphasische Reaktion der stromalen Knochenmarkzellen auf die Proliferation und Differenzierung beobachtet: Am Tag 7 stieg zunächst die Zellproliferation um 54% gegenüber Tag 1 an war gegenüber der Gruppe F0 bzw. F30 um 66% bzw. 142% erhöht (p=0,04 bzw. p=0,001). Am Tag 14 und 28 sank die Proliferation in der Gruppe F3 und unterschied sich nicht mehr signifikant von den Gruppen F0 und F30. Die Expression von Kollagen I mRNA erreichte in der Gruppe F3 ihr Maximum am Tag 14 and war gegenüber dem Tag 1 um 109% gestiegen. Die Expression von Kollagen I mRNA war am Tag 14 77% bzw. 130% höher als in den Gruppen F0 bzw. F30 (p=0,022 bzw. p=0,005). Kollagen III mRNA wurde in der Gruppe F3 am Tag 28 signifikant mehr nachgewiesen als in F30 (p=0,032); Fibronektin mRNA wurde in der Gruppe F3 am Tag 14 signifikant mehr exprimiert als in der Gruppe F0 (p=0,049). Die Apoptoserate war in den Gruppen ohne signifikanten Unterschied. Histologisch zeigten sich in der Gruppe F3 besonders dichte, homogen geformte, Fibroblasten-ähnliche Zellen mit langen Zellausläufern, während in der Gruppe F0 ein mäßiges und in der Gruppe F30 nur ein moderates Zellwachstum erkennbar war.

Proliferation und Differenzierung von humanen stromalen Knochenmarkzellen werden von FGF-2 konzentrationsabhängig beeinflusst. Niedrig dosiertes FGF-2 erscheint für das Tissue Engineering von Sehnen und Bändern aufgrund der signifikanten Stimulation der Zellproliferation and sowie der mRNA Expression essentieller extrazellulärer Matrixproteine wie Kollagen I, Kollagen III und Fibronektin geeignet.