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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und
47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

02. - 06.10.2006, Berlin

Untersuchung zur Altersabhängigkeit der Expansions- und Differenzierungsfähigkeit von humanen Progenitorzellen aus dem Knochenmark

Meeting Abstract

  • U. Schröter-Bobsin - Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Universitätsklinikum 'Carl Gustav Carus', Dresden, Germany
  • A.F. Groß - Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Universitätsklinikum 'Carl Gustav Carus', Dresden, Germany
  • S. Fickert - Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Universitätsklinikum 'Carl Gustav Carus', Dresden, Germany
  • U. Hempel - Institut für Physiologische Chemie, Universitätsklinikum 'Carl Gustav Carus', Dresden, Germany
  • C. Rentsch - Klinik und Poliklinik Unfall- / Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum 'Carl Gustav Carus', Dresden, Germany
  • D. Corbeil - Biotechnologisches Zentrum, Technische Universität, Dresden, Germany
  • K.P. Günther - Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Universitätsklinikum 'Carl Gustav Carus', Dresden, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocE.1.4-1405

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0035.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Schröter-Bobsin et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Der Einfluss des Alters auf den Knochenumbau und -verlust bei Erwachsenen zeigt sich vielfältig im klinischen Alltag, unter anderem in einem höheren Frakturrisiko. Der Bedarf an Knochen- und Knorpeltransplantaten ist hoch. Adulte, mesenchymale Stammzellen (MSC) eignen sich auf Grund ihrer Plastizität und Proliferationskapazität zum Ersatz mesenchymaler Gewebe. Erkenntnisse über Zellwachstum und Differenzierung von MSC im Alter sind für die Entwicklung einer autologen Zelltherapie grundlegend. In verschiedenen Lebensdekaden soll die Expression von Stammzellmarkern während Expansion und Differenzierung der MSC untersucht werden.

Methodik: Es wurden 15 Probanten (m/w) in drei gleichgroße Altersgruppen eingeteilt. Gruppe I: < 50 Jahre, Gruppe II: 50-65 Jahre und Gruppe III: > 65 Jahre. Intraoperativ (Beckenosteotomie, Hüft-Totalendoprothetik) wurde Knochenmark (KM) durch eine Punktion aus dem Beckenkamm entnommen. Anschließend konnten die KM-MSC über einen Dichtegradienten (Histopaque 1077) isoliert werden. Die MSC wurden in Expansionsmedium (DMEM, 10% FCS) kultiviert. Um eine osteogene Differenzierung zu induzieren, wurden die Zellen mit Dexamethason (10 nM), Ascorbinsäure (300 µM) und ß-Glycerophosphat (3,5 mM) inkubiert. Anschließend wurden die Zellen über 8 Passagen bei 37°C, 5% CO2 kultiviert und in ausgewählten Passagen mittels FACS Analysis, RT-PCR und Alkalische Phosphatase (ALP) Assay charakterisiert. Als Expressionsmarker für die FACS Analyse verwendeten wir CD9, CD90, CD54, CD166, CD105, CD44, CD73 während die RT-PCRs für die Gene Koll I, II, Cbfa1, ALP, OC, BSP 1, GAPDH durchgeführt wurden.

Ergebnisse: Aus allen KM Spenden konnten Progenitorzellen expandiert und differenziert werden. Die FACS Analysen ergaben keine signifikanten Unterschiede in der Charakteristik der MSC zwischen den Altersklassen. Der Vergleich mit expandierten und differenzierten MSC einer Gruppe zeigte jedoch Differenzen bei der Expression der Oberflächenmarker, z. B. CD44 Gruppe I, Expansion: 74±14% und Differenzierung 57±13%. Mittels RT PCR wurde für alle relevanten Gene (expandierte MSC/differenzierte MSC) eine Expression nachgewiesen. Durch die Aktivitätsbestimmung der ALP wurde die osteogene Stimulation der MSC auch quantitativ bestätigt. Alle Daten werden in der Präsentation ausführlich dargestellt.

Schlussfolgerung: Die erfolgreiche Vermehrung und osteogene Differenzierung der MSC in allen Altersgruppen über mehr als 5 Passagen deutet auf ein altersunabhängiges Proliferations- und Differenzierungspotenzial der MSC hin. Die Abweichungen der FACS-Marker zwischen Expansion und Differenzierung könnten Hinweise auf spezifische Stammzellmarker geben. Durch diese Studie ergeben sich positive Ansätze zur Etablierung einer autologen Stammzelltherapie und darüber hinaus unterstützende Kriterien zur Stammzellcharakterisierung.