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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

Direkter, rAAV-vermittelter Gentransfer von FGF-2 stimuliert die Zellproliferation in humanem normalen und arthrotischem Gelenkknorpel

Meeting Abstract

  • H. Madry - Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
  • T. Thurn - Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
  • E. Terwilliger - Harvard Institutes of Medicine, Harvard University, Boston, United States of America
  • D. Kohn - Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
  • M. Cucchiarini - Labor für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, 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.2.2-1674

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0068.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Madry et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Gentransfer von therapeutischen Kandidaten könnte die Reparatur von humanem Gelenkknorpel stimulieren. Fibroblastenwachstumsfaktor 2 (FGF-2) ist ein chondrogener Wachstumsfaktor welcher vorwiegend mitogen auf Chondrozyten wirkt. Wir testeten die Hypothese daß direkter Gentransfer von FGF-2 durch einen rekombinanten adeno-assozierten viralen Vektor (rAAV) die Zellproliferation in humanen normalen und arthrotischen Gelenkknorpelexplantaten moduliert.

Methoden: Eine humane FGF-2 cDNS wurde in rAAV-lacZ anstelle von lacZ kloniert um rAAV-hFGF-2 zu erzeugen. Humane normale und arthrotische (Mankin score: 7-9) Gelenkknorpelexplantate wurden mit rAAV transduziert und für 21 Tage in vitro kultiviert. Auswertungen basierten auf morphometrischen Messungen der Explantate sowie biochemischer Bestimmung der DNS-Menge (Hoechst 33258) und Proteoglykane (DMMB) der Explantate. Typ-II-Kollagen wurde durch ELISA bestimmt. Die statistische Auswertung erfolgte durch den t-Test und den Mann-Whitney Rank Sum Test.

Ergebnisse: Die Transgenexpression war in allen Knorpelschichten nachweisbar und stieg dosisabhängig an. Nach Transduktion mit rAAV-FGF-2 lag die FGF-2 Sekretion in normalem Gelenkknorpel bei 768 pg/ml (20 ul Vektor) und 1,810 pg/ml (50 ul Vektor). Ähnliche Daten wurden mit arthrotischem Knorpel erzielt (407 bzw. 995 pg FGF-2/ml). In den Negativkontrollen lagen die FGF-2-Spiegel jeweils unterhalb der Nachweisgrenze des Tests. Histomorphometrisch zeigte sich kein Unterschied in der Safranin-O- bzw. der Typ-II-Kollagen-Färbeintensität in rAAV-FGF-2-transduzierten Knorpelexplantaten. Der Proteoglykangehalt der humanen normalen und arthrotischen Gelenkknorpelexplantate war nach Applikation von rAAV-FGF-2 nicht signifikant verändert. Im Gegensatz dazu führte die direkte Applikation von rAAV-FGF-2 zu einem signifikanten Anstieg der Zelldichten in humanen normalen und arthrotischen Gelenkknorpelexplantaten. rAAV-FGF-2 führte ebenfalls zu einer Zunahme des DNS-Gehaltes der Knorpelexplantate (1,47 ± 0,03 ug/mg Trockenmasse mit 20 ul rAAV-hFGF-2 und 1,73 ± 0.03 ug/mg Trockenmasse mit 50 ul in humanem normalen Knorpel, verglichen mit 1,28 ± 0,01 und 1,32 ± 0,01 ug/mg Trockenmasse in Kontrollkulturen; P < 0.001). In arthrotischen Gelenkknorpelexplantaten war ein identischer Effekt zu verzeichnen (1,38 ± 0,03 und 1,51 ± 0,04 ug/mg Trockenmasse mit 20 und 50 ul rAAV-hFGF-2, verglichen mit 1,24 ± 0,01 und 1,25 ± 0,02 ug/mg Trockenmasse in Kontrollkulturen P < 0.001).

Schlussfolgerungen: Direkte rAAV-vermittelte Überexpression von FGF-2 stimuliert die Chondrozytenproliferation in humanem normalen und arthrotischen Gelenkknorpel in situ. Diese Daten unterstützen das Konzept der Anwendung von therapeutischen rAAV-Gentransfervektoren zur Behandlung von traumatischen und arthrotischen Gelenkknorpeldefekten.