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Überexpression des chondrogenen Transkriptionsfaktors sox9 via rAAV verbessert die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo.
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Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Fragestellung: Der Transfer chondrogener Gene ist eine potentielle Möglichkeit zur Verbesserung der Knorpelreparatur. Der chondrogene Transkriptionsfaktor sox9 reguliert die Expression von Typ-II-Kollagen und Proteoglykanen. Gentransfer von sox9 durch einen rekombinanten adeno-assozierten viralen Vektor (rAAV) moduliert die Expression von Typ-II-Kollagen und Proteoglykanen in vitro. Wir testeten die Hypothese, daß Gentransfer von sox9 durch rAAV die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo verbessert.
Methoden: Eine humane sox9 cDNS wurde FLAG-markiert und in einen rAAV kloniert (rAAV-FLAG-hsox9). Transduzierte (lacZ und sox9) lapine Chondrozyten wurden in Alginatsphäroiden verkapselt und für 26 Tage in vitro kultiviert. Proteoglykane (DMMB), DNS (Hoechst 33258) und Typ-II-Kollagengehalt (ELISA) wurde bestimmt. RAAV-FLAG-hsox9 wurde in osteochondrale Defekte im Femoropatellargelenk von Kaninchen appliziert. ß-gal (Sigma), FLAG (Sigma), Sox9 (Santa Cruz Biotechnologies) und Typ-II-Kollagen wurden immunhistochemisch bestimmt.Die Knorpelreparatur nach 3 Wochen wurde durch ein etabliertes Bewertungssystem ausgewertet. Ein multivariantes Statistikmodell bestimmte die Signifikanz.
Ergebnisse: Die Expression des FLAG tag war auf rAAV-FLAG-hsox9-transduzierte Chondrozyten beschränkt. Sox9 wurde in beiden Gruppen nachgewiesen. Zellzahl und DNS-Gehalt war nicht unterschiedlich zwischen den Gruppen. Der Proteoglykan- und Typ-II-Kollagengehalt was signifikant in rAAV-FLAG-hsox9-transduzierten Chondrozyten nach 26 Tagen erhöht im Vergleich mit der Kontrollgruppe (P < 0.001). In vivo war die Expression des FLAG tag auf rAAV-FLAG-hsox9-transduzierte Defekte beschränkt, während Sox9 in beiden Gruppen exprimiert wurde. rAAV-FLAG-hsox9-transduzierte Defekte wiesen eine höhere Immunoreaktivität für Typ-II-Kollagen als die Kontrollgruppe auf. Die Knorpelreparatur war nach 3 Wochen in sox9-behandelten Defekten signifikant in den Einzelkategorien Defektfüllung, Matrixanfärbbarkeit mit Safranin O, Zellmorphologie, Formation des subchondralen Knochens und der Tidemark sowie der Gesamtpunktzahl des Bewertungssystems im Vergleich mit lacZ-Defekten verbessert (sox9: 11,5 Punkte; lacZ: 18,4 Punkte; P < 0.05, n = 6).
Schlussfolgerungen: rAAV-vermittelte Überexpression von sox9 stimuliert die Proteoglykan- und Typ-II-Kollagensynthese in Chondrozyten in vitro. Applikation von rAAV-FLAG-hsox9 verbessert die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo. Diese Ergebnisse unterstützen das Konzept der Anwendung von therapeutischen rAAV-Gentransfervektoren zur Entwicklung neuer Therapien für fokale Knorpeldefekte.