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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

Direkter rAAV-vermittelter Gentransfer von humanem FGF-2 und sox9 stimuliert Zellproliferation und Synthese von extrazellulärer Matrix in humanem normalen und arthrotischen Gelenkknorpel

Meeting Abstract

  • A. Weimer - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
  • E. Mikheeva - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
  • S. Schetting - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
  • D.-M. Kohn - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
  • H. Madry - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
  • M. Cucchiarini - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, 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. DocE35-1370

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou177.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Weimer et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Bei arthrotischen und traumatischen Knorpelschäden ist die Knorpelhomöostase pathologisch verändert. Fibroblastenwachstumsfaktor 2 (FGF-2) wirkt vorwiegend mitogen auf Chondrozyten, während der Transkriptionsfaktor Sox9 entscheidend für Knorpelbildung und Ausdifferenzierung der Chondrozyten ist. Wir testeten die Hypothese, daß ein direkter Gentransfer einer Kombination aus humanem FGF-2 und sox9 durch rekombinante adeno-assozierte virale Vektoren (rAAV) die Zellproliferation und die Synthese extrazellulärer Matrix in humanen normalen und arthrotischen Gelenkknorpelexplantaten moduliert.

Methode: Humane normale und arthrotische Gelenkknorpelexplantate wurden mit den neu klonierten Vektoren rAAV-hFGF-2 (humane FGF-2 cDNS) und rAAV-FLAG-hsox9 (FLAG-markierte humane sox9 cDNS) behandelt (je 20 ul) und 10 Tage kultiviert. Transgenexpression wurde durch Immunohistochemie und ELISA überprüft. Auswertungen erfolgten durch biochemische Bestimmung von DNS-Menge (Hoechst 33258), Proteoglykane (DMMB) und Typ-II-Kollagen (ELISA). Die statistische Auswertung erfolgte durch den t-Test und den Mann-Whitney Rank Sum Test.

Ergebnisse: Transgenexpression war in allen Knorpelschichten nachweisbar. FGF-2 war nur im mit rAAV-hFGF-2/rAAV-FLAG-hsox9 transduziertem Knorpel (26,5±4,9 pg/mg Trockengewicht; TG) nachzuweisen. Applikation von rAAV-hFGF-2 führte zu einer signifikanten Zunahme der Zelldichte (normaler Knorpel: 612±3 vs 294±2 und 295±2 Zellen/mm2; arthrotischer Knorpel: 646±3 vs 354±1 und 354±2 Zellen/mm2; P<0,001) und DNS-Menge (normaler Knorpel: 0,34±0,01 vs 0,25±0,02 und 0,25±0,02 ug/mg TG; arthrotischer Knorpel: 0,53±0,01 vs 0,33±0,02 und 0,33±0,01 ug/mg TG; P<0,001) im Vergleich zu rAAV-lacZ und rAAV-lacZ/rAAV-FLAG-hsox9. Applikation von rAAV-FLAG-hsox9 (rAAV-lacZ/rAAV-FLAG-hsox9 und rAAV-hFGF-2/rAAV-FLAG-hsox9) resultierte in einer signifikanten Zunahme des Proteoglykan-Gehalts (normaler Knorpel: 20,7±0,8 und 23,3±1,0 vs 13,5±1,0 ug/mg TG; arthrotischer Knorpel: 27,7±0,8 und 25,5±1,0 vs 16,8±0,8 ug/mg TG; P<0,001), der Typ-II-Kollagen-Immunfärbung (normaler Knorpel: 57,3±1,0% und 65,2±1,2% vs 10,5±1,0%; arthrotischer Knorpel: 62,0±1,4% und 72,2±1,2% vs 11,3±1,0%; jeweils P<0,001), und des Typ-II-Kollagen-Gehaltes (normaler Knorpel: 0,65±0,01 und 0,67±0,01 vs 0,24±0,02 ng/mg TG; arthrotischer Knorpel: 0,68±0,01 und 0,85±0,01 vs 0,43±0,01 ng/mg TG; P<0,001) im Gegensatz rAAV-lacZ behandelten Explantaten.

Schlussfolgerungen: Direkte, rAAV-vermittelte Überexpression einer Kombination von FGF-2 und sox9 stimuliert die Chondrozytenproliferation und die Synthese extrazellulärer Matrix sowohl in humanem normalen als auch arthrotischen Gelenkknorpel in situ. Diese Daten unterstützen das Konzept der kombinierten rAAV-Gentherapie zur Behandlung von arthrotischen und traumatischen Knorpelschäden.