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Ex-vivo Gentherapie für die Behandlung von Frakturen mit Weichteilschaden
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Veröffentlicht: | 19. Oktober 2004 |
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Fragestellung
Eine verzögerte Frakturheilung oder eine Pseudarthrose ist oftmals Resultat einer ausgeprägten Weichteilverletzung. Das daraus resultierende Defizit an Wachstumsfaktoren wird als Ursache für eine gestörte Frakturheilung diskutiert. Ziel dieser Studie war, ob die lokale zellvermittelte Applikation von Bone Morphogenic Protein 4 (BMP4) durch die ex-vivo Gentherapie zu einer verbesserten Frakturheilung bei begleitenden Weichteilschaden führt.
Methoden
Ein Osteotomiemodell des rechten Femurs wurde in Verbindung mit einem Weichteilschaden an Ratten entwickelt. Myofibroblasten (MFB) wurden gentechnisch so verändert, dass diese Bone Morphogenic Protein 4 (BMP4) produzieren. Diese Zellen wurden in den Osteotomiespalt eingebracht, während Zellen ohne BMP4-Expression in der Kontrollgruppe verwendet wurden (LacZ). Die Gruppen wurden weiterhin nach Stabilisierungstechnik (K-Draht n=21, Plattenosteosynthese n=16) eingeteilt. Die Tiere wurden nach 3 und 6 Wochen radiologisch mit einem Scoresystem bewertet und histologisch untersucht.
Ergebnisse
Bei rotationsinstabiler Fixation (K-Draht): Nach 6 Wochen war in der Gruppe ohne BMP4 Therapie histologisch und röntgenologisch keine Kallusformation zu erkennen. Bei Therapie mit BMP4 war bei 9 (10) Versuchstieren ein deutlicher Kallus erkennbar. Eine Überbrückung der Osteotomie blieb jedoch im Sinne einer hypertrophen Pseudarthrose aus. Bei stabiler Fixation (Plattenosteosynthese): Nach 6 Wochen war in der Gruppe ohne BMP4 Expression nur bei einem Versuchstier von insgesamt 8 eine geringfügige Ausbildung von röntgendichtem Kallus im Osteotomiespalt erkennbar. Demgegenüber zeigten sich bei allen BMP4 therapierten Ratten (total=8) ein gut sichtbarer Brückenkallus. Das Grading ergab signifikant (p<0.05) mehr Kallusformation in der MFB-BMP4 Gruppe gegenüber der MFB-LacZ Gruppe.
Histologisch war bei der Verwendung von BMP4- exprimierenden MFB eine prolongierte osteochondrale Ossifikation mit hypertrophen Chondroblasten bis 6 Wochen nach Osteotomie zu erkennen.
Schlussfolgerungen
Die Kombination aus BMP4 exprimierenden Myofibroblasten und einer stabilen Fixierung war in der Lage einen Osteotomiedefekt mit Weichteilschaden zu überbrücken, jedoch mit einer verzögerten osteochondralen Ossifikation. Damit könnte die ex-vivo Gentherapie eine effizienter biologischer Ansatz sein, um Frakturen mit ausgeprägten Weichteilschaden zu therapieren.