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67. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
89. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
44. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

11. bis 16.11.2003, Messe/ICC Berlin

Gentransfer einer humanen insulinartigen Wachstumsfaktor I (IGF-I) cDNS in transplantierbare Chondrozyten verbessert die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo.

Meeting Abstract (DGU 2003)

  • corresponding author Henning Madry - Labor für Experimentelle Orthopädie, Orthopädische Universitätsklinik, Kirrbergerstraße 1, 66421, Homburg, Phone: 06841-1624500, Fax: 06841-1624580
  • U. Stein - Pathologisches Institut, Universitätskliniken des Saarlandes, Homburg
  • K. Remberger - Pathologisches Institut, Universitätskliniken des Saarlandes, Homburg
  • M.D. Menger - Klinisch-Experimentelle Chirurgie, Universitätskliniken des Saarlandes, Homburg
  • D. Kohn - Labor für Experimentelle Orthopädie, Orthopädische Universitätsklinik, Universitätskliniken des Saarlandes, Homburg
  • M. Cucchiarini - Labor für Experimentelle Orthopädie, Orthopädische Universitätsklinik, Universitätskliniken des Saarlandes, Homburg

Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie. Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und orthopädische Chirurgie. Berufsverband der Fachärzte für Orthopädie. 67. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 89. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 44. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 11.-16.11.2003. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2003. Doc03dguA8-8

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2003/03dgu0059.shtml

Veröffentlicht: 11. November 2003

© 2003 Madry et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung

Traumatische Läsionen des hyalinen Gelenkknorpels heilen nicht. Der Transfer therapeutischer Gene ist eine potentielle Möglichkeit zur Verbesserung der Knorpelreparatur. Überexpression des insulinartigen Wachstumsfaktors I (IGF-I) verbessert die Struktur und Funktion von durch Tissue engineering hergestelltem Knorpel. Nach Transplantation von genetisch modifizierten Chondrozyten in Knorpeldefekte hält die Transgenexpression in vivo mindestens 32 Tage an. In dieser Arbeit untersuchen wir die Hypothese daß Überexpression von IGF-I durch transplantierbare Chondrozyten die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo verbessert.

Methodik

Isolierte lapine Chondrozyten wurden mit endotoxinfreien Expressionsplasmidvektoren [welche entweder das E. coli lacZ-Gen (pCMVlacZ) oder eine humane IGF-I cDNS (pCMVhIGF-I) tragen] transfiziert, in 1.2% Alginatsphären verkapselt und in osteochondrale Defekte im Femoropatellargelenk von Chinchilla-Bastardkaninchen transplantiert. Nach 14 Wochen postoperativ wurden die distalen Femora entnommen und histologische Schnitte durch das Zentrum des Defektes angefertigt. Diese wurden geblindet nach einem etablierten Bewertungssystem ausgewertet (Punktzahl: 0 = normaler Knorpel, 31 = leerer Defekt). Daten sind als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Statistische Signifikanz wurde per ANOVA bestimmt.

Ergebnisse

Zum Zeitpunkt der Verkapselung hatten pCMVlacZ- und pCMVhIGF-I-transfizierte Chondrozyten eine Viabilität von 90.7 ± 2.5% bzw. 87.1 ± 1.9%. Alginatsphären enthielten 6.2 ± 0.9 x 10e4 (pCMVlacZ) bzw. 5.5 ± 2.3 x 10e4 (pCMVhIGF-I) Chondrozyten. Knorpeldefekte, die mit pCMVhIGF-I-überexprimierenden Chondrozyten behandelt wurden, waren sowohl in den acht Einzelkategorien des Bewertungssystems: Defektfüllung, Integration, Matrixanfärbung, Zellmorphologie, Zellarchitektur, subchondraler Knochen, Bildung der "Tidemark" als auch in der Gesamtpunktzahl signifikant gegenüber der Kontrollgruppe verbessert (pCMVlacZ: 15.0 ± 2.8 Gesamtpunkte, pCMVhIGF-I: 6.6 ± 3.9 Gesamtpunkte; P < 0.01).

Schlussfolgerung

Ein Hauptproblem der Gelenkknorpelregeneration ist die schwierige Zugänglichkeit des Knorpeldefekts für therapeutische Substanzen und die Armut an Zellen, die durch einen Reparaturstimulus anregbar sind. Überexpression von humanem IGF-I in situ durch transplantierbare Chondrozyten verbessert die Reparatur von osteochondralen Defekten. Diese Daten lassen vermuten, daß therapeutischer Wachstumsfaktor-Gentransfer zur Verbesserung von Knorpelschäden angewendet werden könnte. Weitere Langzeitstudien sind erforderlich, um die Dauerhaftigkeit dieses Reparaturgewebes zu evaluieren.