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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

22. - 25.10.2008, Berlin

Die Zellproliferation von humanen Meniskusfibrochondrozyten wird durch rAAV-vermittelte Überexpression von humanem FGF-2 in vitro und in situ stimuliert

Meeting Abstract

  • M. Cucchiarini - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
  • S. Schetting - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
  • A. Weimer - Universitätsklinikum des Saarlandes, Orthopädische Klinik, Labor f. Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
  • C. Ma - Harvard Institutes of Medicine, Boston, United States of America
  • E. Terwilliger - Harvard University, Boston, United States of America
  • 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

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 22.-25.10.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocEF13-1129

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2008/08dkou036.shtml

Veröffentlicht: 16. Oktober 2008

© 2008 Cucchiarini et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Therapeutischer Gentransfer ist eine experimentelle Option zur Therapie von Meniskusläsionen. Wir haben gezeigt, daß rAAV-Vektoren Markergene in humane Meniskuszellen in vitro und in vivo einschleusen können. Wir untersuchten hier die Hypothese, daß Überexpression des mitogenen Faktors FGF-2 durch rAAV die Zellproliferation in vitro und in situ stimuliert.

Methodik: Die Vektoren rAAV-lacZ und rAAV-hFGF-2 wurden nach beschriebenen Protokollen verkapselt, aufgereinigt und titriert. Humane Meniskus-Explantat-Kulturen und isolierte Meniskus-Fibrochondrozyten wurden mit 50 µl rAAV transduziert. Transduzierte Zellen wurden in Alginat verkapselt in diese Sphäroide für 21 Tage kultiviert. Paraffinschnitte wurden mit Safranin O und Hämatoxylin Eosin (H&E) gefärbt. Per Immunfärbung wurde b-gal, FGF-2 und Typ-I- und Typ-II-Kollagen detektiert. FGF-2-Expression, Typ-I- und Typ-II-Kollagen-Gehalt wurde mittels ELISA bestimmt. Morphometrische Messungen wurden an 3 standardisierten Seiten der Explantatoberfläche mit Hilfe eines Bildanalyse-Programms durchgeführt und ausgewertet. Der DNS-Gehalt wurde fluorimetrisch, Proteoglykane durch DMMB ermittelt. Daten wurden geblindet von zwei individuellen Personen erhoben. Jede Kondition (n=2) wurde in zwei unabhängigen Experimenten überprüft. Die Daten sind als Mittelwert ± Standardabweichung ausgedrückt (T-Test, Mann-Whitney Rangsummen-Test).

Ergebnisse: Eine lacZ-Expression zeigte sich in rAAV-lacZ-transduzierten Zellen mit Transduktionseffizienzen von 70-80%. FGF-2 wurde von rAAV-hFGF-2-transduzierten Zellen sezerniert: 29,8 ± 10,1 pg/ml/24 h (Kontrolle: 1,5 ± 0,2 pg/ml/24 h). Zu keinem Zeitpunkt zeigte sich ein Unterschied bei Typ-I- und Typ-II-Kollagen und Proteoglykan-Gehalt zwischen den Gruppen (P ≥ 0.686). Die Zellzahl und DNS-Gehalt in FGF-2-Späroiden waren stets höher, als in lacZ-Kontroll-Sphäroiden (P ≤ 0.002). Zellzahl und DNS-Gehalt nahmen im Zeitverlauf in Kontrollsphäroiden ab, während sie in den FGF-2-Sphäroiden gleich blieben (Identische

Ergebnisse: Zelldichte in H&E-gefärbten Schnitten der Sphäroiden). Eine effiziente und persistierende Transgenexpression zeigte sich in situ (Transduktionseffizienzen 70%-75%.). FGF-2-Sekretion in rAAV-FGF-2-Explantaten lag zwischen 414,3 ± 55,9 bis 196,3 ± 5,1 pg/ml/24 h im Zeitverlauf (Kontrolle: 2,5 ± 0,6 pg/ml/24 h). Kein Unterschied zeigte sich im Gehalt von Typ-I- und Typ-II-Kollagen und Proteoglykanen zwischen den Gruppen (auch per Histomophometrie). Die Zelldichte (peripher wie zentral) und der DNS-Gehalt in mit rAAV-FGF-2-behandeltem Explantaten waren signifikant höher als in den Kontrollen (P 0.001).

Schlussfolgerungen: Humaner FGF-2 kann in humanen Meniskuszellen durch rAAV in vitro und in situ überexprimiert werden. Dadurch ist die Zellproliferation signifikant gesteigert. Diese Ergebnisse können für therapeutische Ansätze mit dem Ziel einer Repopulation von Meniskusdefekten Anwendung finden.