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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

Östrogen als Suppressor der chondralen Differenzierungsphase mesenchymaler Stammzellen

Meeting Abstract

  • T. Dienstknecht - Universitätsklinikum Regensburg, Abteilung für Unfallchirurgie, Regensburg, Germany
  • A. Berner - Universitätsklinikum Regensburg, Zentrum für Biotechnologie, Regensburg, Germany
  • J. Zellner - Universitätsklinikum Regensburg, Abteilung für Unfallchirurgie, Regensburg, Germany
  • Z. Jenei-Lanzl - Universitätsklinikum Regensburg, Zentrum für Biotechnologie, Regensburg, Germany
  • M. Nerlich - Universitätsklinikum Regensburg, Abteilung für Unfallchirurgie, Regensburg, Germany
  • P. Angele - Universitätsklinikum Regensburg, Abteilung für Unfallchirurgie, Regensburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocE16-209

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou049.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Dienstknecht et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die Arthroserate in unserer Gesellschaft und die damit zunehmende Belastung der sozioökonomischen Ressourcen steigt stetig an. Das tissue engineering aus mesenchymalen Stammzellen (MSC) gilt hier als erfolgsversprechende Therapieoption. Klinische Beobachtungen sowie experimentelle Ergebnisse belegen die Sexualhormonsensitivität des menschlichen Knorpels. Die Hypothese dieser Arbeit ist es, dass das chondrogene Differenzierungsverhalten der MSC durch Zugabe von Sexualhormonen unterschiedlich moduliert werden kann.

Methodik: Menschliche mesenchymale Stammzellen wurden durch Yamshidi-Punktion gewonnen. Nach Separation über einen Percoll Gradienten wurden die Zellen in gleicher Startkonzentration ausgesät und kultiviert bis sie 80% Konfluenz im Amplifizierungsmedium erreichten. Hiernach erfolgte die dreidimensionale Aggregatkultur mit Dexamethason- und zusätzlich Testosteron-, Östrogen- oder Dehydroepiandrosteron-Zusatz (je 10-7M). Untersucht wurden die Geschwindigkeit der Zellvermehrung, die Muster der Oberflächenmarker in der FACS-Analyse, Kollagen Typ II Syntheseleistung im ELISA sowie der DNA-Gehalt. Mittels Immunhistologie wurde die Präsenz verschiedener Sexualhormonrezeptoren untersucht. Die statistische Analyse erfolgte mittels 2way ANOVA, Ergebnisse galten als signifikant ab einem p < 0,05.

Ergebnis: Die Stammzellpopulationen zeigten sich trotz unterschiedlicher Hormonbehandlung homogen in der FACS-Markeranalyse. Zellvermehrungsraten wurden durch Testosteron und DHEA-Gabe signifikant erhöht und durch Östrogenzusatz im Vergleich zum Standardmedium ohne hormonellen Zusatz vermindert. Östrogenrezeptoren zeigten in der immunhistologischen Untersuchung im zeitlichen Fortschritt der Kultivierung eine räumliche Umverteilung von Zellmembrannähe hin zum Zellkern. Es fanden sich Unterschiede in der makroskopisch untersuchten Aggregatgröße mit kleineren Östrogen- und vergrößerten Testosteronaggregaten im Vergleich zum Standard. Im Kollagen Typ II ELISA zeigte sich eine signifikant geringere Syntheseleistung der additiv mit Östrogen behandelten Gruppen, während durch Testosteron- und DHEA-Zugaben die gleiche Kollagen Typ II Produktion erreicht wurde, wie mit Dexamethason alleine (Kontrolle). Der DNA-Gehalt war in allen Gruppen nicht signifikant verschieden.

Schlussfolgerung: Die chondrogene Differenzierung von MSC ist in verschiedenen Phasen durch Sexualhormone beeinflussbar. Östrogen zeigt sich insgesamt als Suppressor der Chondrogenese. Die unterschiedliche zeitliche Expression von spezifischen Rezeptoren legt die Vermutung nahe, dass dieser Einfluss eine Graduierung erfährt und weist neue Möglichkeiten auf, die zugrundeliegenden Wirkkaskaden zu entschlüsseln.