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Replikative Alterung mesenchymaler Stammzellen und Chondrozyten im Rahmen des Tissue-Engineering
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Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Fragestellung
Neue Untersuchungen zeigen, daß eine ex vivo Expansion von Chondrozyten (CH), wie sie für das Tissue-Engineering eingesetzt wird, mit einem Telomerlängenabbau und damit der Gefahr vorzeitiger altersassoziierter Knorpelveränderungen im Replantat einhergeht. Die Expansion und chondrozytäre Differenzierung von entwicklungsgeschichtlich jüngeren mesenchymalen Stammzellen (MSC) könnte in Bezug auf die replikative Potenz der zu transplantierenden Zellen vorteilhaft sein.
Methodik
MSC und homologe CH von zehn Patienten wurden isoliert und in Monolayer-Kultur expandiert, chondrozytär differenziert (MSC) und dreidimensional im Sphäroid rekonstituiert (MSC und CH). Die Telomerlängendynamik und Telomerlängen der potenziellen Replantatzellen wurden mittels Southern Blot erfaßt. Die Aktivität des Regenerationsenzyms Telomerase wurde mit PCR-ELISA bestimmt.
Ergebnisse
Die Telomerlängen der MSC nach Isolation und Expansion sind kürzer, als die der homologen CH (11.4kb versus 13.4kb). Diese Diskrepanz bleibt auch nach der dreidimensionale Rekonstitution bestehen. Eine diskrete Hochregulierung der Telomerase findet sich in beiden Protokollen mit der chondrogenen Differenzierung im Sphäroid.
Zusammenfassung
Die Expansion und chondrogene Differenzierung von MSC verspricht telomerbiologisch keinen Vorteil gegenüber der konventionellen CH-Expansion. Ursache hierfür könnte die für die MSC nach Isolation erforderliche Vor-Expansion sein. Die Rolle der Telomeraseaktivität für Expansionspotential und Differenzierung chodrozytärer Zellen ist unklar.