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Die Zelltherapie gewinnt zunehmend an Bedeutung in der Behandlung von Knorpeldefekten. Die hierfür notwendige Zellexpansion von Chondrozyten in vitro führt zu einem signifikanten Alterungsprozess [1], [2]. Sowohl das eingeschränkte Zellteilungspotential, als auch die abnehmende chondrogene Differenzierung der Zellen während der Zellvermehrung stellen ein Problem für die Zelltherapie und das Tissue Engineering dar. Ein möglicher Ansatz dem entgegenzuwirken ist die Verwendung mitogener oder chondrogener Wachstumsfaktoren.

Ziel dieser Untersuchung war es die Wirkung verschiedener Wachstumsfaktoren auf die Telomerbiologie humaner Chondrozyten zu untersuchen.

Gelenkknorpel wurde von 7 Patienten, die einer Gelenkersatzoperation unterzogen wurden gewonnen. Nach Isolieren der Zellen unter Verwendung etablierter Verfahren erfolgte die Amplifikation der Zellzahl in Monolayerkultur. Während der Zellexpansion wurden die Kulturen mit PDGF-BB, TGF-β1 und bFGF behandelt. Die Teleomerlängendynamik wurde mittels TRF Assay bestimmt. Kurz: Genomische DNA wurde isoliert und durch Restriktionsenzyme verdaut. Nach gel-elektrophoretischer Auftrennung und southern-blotting wurden die Restriktionsfragmente durch Telomersonden detektiert. Die Quantifizierung der mittleren Telomerlänge erfolgte durch densitometrische Auswertung der Blots. Die Analyse der Expression des Enzyms Telomerase erfolgte durch die semiquantitative Bestimmung der katalytischen Untereinheit hTERT mittles online-real-time PCR.

PDGF-BB und TGF-β1 führten zu einer signifikanten Steigerung der Proliferationsgeschwindigkeit (Kruskal-Wallis-Test, mit Tukey post-hoc Test, p<0,001).Während der Zellexpansion von Chondrozyten kam es zu einer signifikanten Verkürzung der Telomere. (p<0,001). Keiner der Wachstumsfaktoren führte jedoch im Vergleich zur Kontrollgruppe zu einer signifikanten Veränderung der Telomerverkürzung. Bei den TGF-β1 kultivierter Zellen zeichnete sich ein Trend hinsichtlich des Verlustes kürzerer Telomerfragmente im Vergleich zur PDGF und FGF behandelten Chondrozyten ab.

Die in vitro Expansion von Chondrozyten führt zu einem signifikanten Alterungsprozess. Der Zusatz mitogener und differenzierungs fördernder Wachstumsfaktoren hat dabei keinen negativen Einfuß und scheint daher aus telomerbiologischen Überlegungen unbedenklich zu sein. TGF-β1 wirkt sich eher günstig auf das Telomerverhalten humaner Chondrozyten während der in vitro Expansion aus.