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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

Analyse des Expressionsprofils von Angiogenese und Anti-Angiogenesefaktoren in chondrogen differenzierten MSC im Vergleich zu Knorpelzellen

Meeting Abstract

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  • E. Steck - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Sektion Experimentelle Orthopädie, Heidelberg, Germany
  • K. Pelttari - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Sektion Experimentelle Orthopädie, Heidelberg, Germany
  • W. Richter - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Sektion Experimentelle Orthopädie, Heidelberg, 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. DocE16-650

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou054.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Steck et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die Autologe Chondrozyten Transplantation stellt eine zelltherapeutische Methode zur Behandlung von akuten Knorpelverletzungen dar. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt allerdings in der Generierung zusätzlicher Knorpeldefekte zur Gewinnung der Zellen. Eine alternative Zellquelle stellen möglicherweise mesenchymale Stammzellen (MSC) dar, die unter dem Einfluss von TGFβ chondrogen differenzieren. Vergleicht man die ektope Knorpelbildungsfähigkeit beider Zellpopulationen in einem SCID-Mausmodell miteinander, so wird deutlich, dass frisch isolierte und bis zu zwei Populationsverdopplungen (PD2) kultivierte Chondrozyten in der Lage sind stabilen Knorpel zu bilden, der resistent ist gegen Vaskularisierung und Kalzifizierung, während chondrogen differenzierte MSC-Konstrukte Anzeichen von Vaskularisierung und Kalzifizierung zeigen. Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob beide Zellpopulationen ein unterschiedliches Genexpressionsprofil für Faktoren aufweisen, die an der Angiogenese beteiligt sind. Damit wäre es möglich, eine Erklärung für die Instabilität der aus MSC hergestellten Chondrozyten zu finden und über Inhibitoren zu versuchen, die ungewünschte Angiogenese zu unterdrücken. Unsere Hypothese war, dass Anti-Angiogenese Faktoren (AAF) verstärkt in Chondrozyten exprimiert sind, Angiogenese-Faktoren (AF) dagegen verstärkt in den chondrogen differenzierten MSC.

Methodik: Frisch isolierte und bis zu PD2 expandierte Chondrozyten (n=5), sowie 7 Wochen lang chondrogen induzierte MSC (n=3) wurden einer quantitative Analyse des Genexpressionsprofils der AAF Lubricin, Thrombospondin 1 und 2, SERPIN F1 und der AF VEGF, FGF2 und Angiopoietin-2 mittels LightCycler RT-PCR unterzogen.

Ergebnisse: Der einzige AAF der in Chondrozyten stärker exprimiert war als in Stammzellen war Lubricin (MW 9% bzw.12% des β-Aktin Signals in frisch isolierten Chondrozyten bzw. nach PD2 vs. 1% in differenzierten MSC). Andere AAF, wie SERPINF1 oder Thrombospondin 2 waren in chondrogen induzierten MSC allerdings deutlich höher exprimiert als in Chondrozyten (14-, bzw. 4-fach). Thrombospondin 1 hingegen zeigte in beiden Zellpopulationen in etwa die gleiche Expressionsstärke.

Die Expression der AF VEGF und FGF2 nahm während der Kultivierung von Chondrozyten ab und durch die chondrogene Differenzierung von MSC zu. Die Expressionsstärken der chondrogen induzierten MSC bewegten sich dann aber bei diesen Genen sowie bei Angiopoietin-2 auf einem Niveau, das dem von Chondrozyten nach PD2 entsprach.

Schlussfolgerung: Lubricin war der einzige in dieser Studie identifizierte Faktor, dessen Expression mit der Hemmung der Angiogenese korrelierte. Zukünftige Arbeiten müssen zeigen, ob dieser Faktor funktionell mit der Inhibierung der Angiogenese verbunden ist und möglicherweise durch externe Zugabe oder Überexpression von Lubricin die Angiogenese von chondrogen differenzierten MSC verhindert werden kann.