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68. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
90. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
45. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Verband für Physiotherapie – Zentralverband der Physiotherapeuten/Krankengymnasten

19. bis 23.10.2004, Berlin

Regulative Mechanismen der Adhäsion von Chondrozyten

Meeting Abstract (DGU 2004)

  • presenting/speaker H. Schmal - Universitätsklinik Freiburg, Unfallchirurgie, Freiburg
  • A. Mehlhorn - Universitätsklinik Freiburg, Unfallchirurgie, Freiburg
  • M. Fehrenbach - Universitätsklinik Freiburg, Unfallchirurgie, Freiburg
  • C. Müller - Universitätsklinik Freiburg, Unfallchirurgie, Freiburg
  • B. Stark - Universitätsklinik Freiburg, Plastische und Handchirurgie, Freiburg
  • N. Südkamp - Universitätsklinik Freiburg, Unfallchirurgie, Freiburg

Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie. Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und orthopädische Chirurgie. Berufsverband der Fachärzte für Orthopädie. 68. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 90. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 45. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 19.-23.10.2004. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2004. Doc04dguN7-157

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2004/04dgu0686.shtml

Veröffentlicht: 19. Oktober 2004

© 2004 Schmal et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung

Die Wechselwirkung zwischen Matrix und Chondrozyten spielt eine zentrale Rolle im Verbund des natürlichen Knorpels und bei der Generierung von Grafts für den autologen Knorpelersatz. Die diesem Prozess zugrunde liegenden Abläufe und Gesetzmäßigkeiten sind nur zum Teil verstanden. Besonders interessant ist hierbei der Einfluss des Differenzierungsstatus der Zellen auf die Adhäsion, da bei einer Amplifizierung der Chondrozyten im Monolayer regelhaft phänotypische Veränderungen zu beobachten sind. Desweiteren haben Mediatoren wie bFGF eine entscheidende Aufgabe bei der Steuerung von chondrozytären Eigenschaften wie Adhäsivität, Differenzierung, Proliferation und Apoptose.

Methoden

Bovine und humane Chondrozyten wurden enzymatisch aus Gelenkknorpel isoliert und entweder sofort oder als passagierte Zellen (2 Passagen) verwendet. Die Chondrozyten wurden für den Adhäsions-Assay fluoreszenz-markiert und die für den Adhäsionsprozess relevanten Proteine wie Kollagen Typ I, II, Fibonektin und Fibrinogen auf 96-Loch-Petri-Schalen immobilisiert. Die Adhäsion nach 30 Minuten wurde über die Fluoreszenz der nach einem Waschvorgang verbliebenen Zellen quantifiziert. Die Adhäsion im 3-dimensionalen Konstrukt wurde über eine Affinitätschromatographie bestimmt, die Messung der Zellmobilität erfolgte durch einen Chemotaxis-Assay, die Beschreibung der Matrixfeinstruktur elektronenmikroskopisch.

Ergebnisse

Die Adhäsion von Chondrozyten zu Kollagen Typ II war nach der Isolierung aus dem Knorpelverbund bis zum 3. Tag im Monolayer zunehmend, um dann in der zweiten Passage wieder abzunehmen (-81%). Dieses Phänomen war ebenfalls bei der Wechselwirkung zu Kollagen Typ I (-83%) und Fibrinogen (-70%) zu beobachten, während die Adhäsivität zu Fibronektin nach der 2. Passage zunehmend war (+280%). Der Zusatz von Kollagenase und Trypsin hatte hierbei einen vernachlässigbaren Effekt. Die Zugabe von rekombinantem bFGF (10ng/ml) in die Chondrozytenkultur bewirkte einen Proliferationsschub (+121%), eine Prävention der Apoptose im serumfreien Medium und eine Zunahme der Adhäsion zu Kollagen Typ I, II, Fibronektin und Fibrinogen. Bei der Prüfung der Adhäsion im 3-dimensionalen Konstrukt einer Kollagen Typ I - Matrix (TissuFleece)gelang die Immobilisierung von etwa 70% der Zellen nach der halbstündlichen Inkubationszeit, wobei neben einer Matrix-Rezeptor-Wechselwirkung auch ein Entrapment-Phänomen bei erheblicher chemokinetischer Zellaktivität eine Rolle zu spielen scheint.

Schlussfolgerungen

Die für die matrix-assoziierte autologe Knorpeltransplantation wichtige adhäsive Beziehung von Zellen und Matrix ist abhängig von der Zelldifferenzierung. bFGF wirkt hierbei unspezifisch adhäsions- und proliferationsfördernd. Im 3-dimensionalen Konstrukt spielt neben der Adhäsion auch die Feinstruktur der Matrix und die Zellmobilität eine wesentliche Rolle.