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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Expression von Complement-regulatorischen Proteinen in Osteoblasten und in mesenchymalen Stammzellen während osteogener Differenzierung

Meeting Abstract

  • P. Lisson - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Unfallchirurgie, Ulm, Germany
  • M. S. Huber-Lang - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Unfallchirurgie, Ulm, Germany
  • L. Kreja - Universitätsklinikum Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
  • R. Brenner - Orthopädische Universitätsklinik Ulm am RKU, Sektion Biochemie der Gelenks- und Bindegewebserkrankungen, Ulm, Germany
  • A. Ignatius - Universitätsklinikum Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocEF16-1206

DOI: 10.3205/09dkou059, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou0599

Veröffentlicht: 15. Oktober 2009

© 2009 Lisson et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Tierexperimentelle Untersuchungen und klinische Beobachtungen zeigen, dass ein ausgedehntes muskulo-skeletales Trauma die Frakturheilung beeinträchtigt. Die zellulären Ursachen dafür sind weitgehend unbekannt. Es wird vermutet, dass unreguliert systemisch freigesetzte Entzündungsmediatoren und Complementaktivierungsprodukte dabei eine wichtige Rolle spielen, insbesondere durch Beeinflussung der Knochenzellen. Die Datenlage dazu ist jedoch spärlich. Ziel der Studie war es daher zu untersuchen, ob Complement regulatorische Membranproteine (CRegs) in mesenchymalen Stammzellen (MSC) während osteogener Differenzierung und in reifen Osteoblasten (OB) exprimiert werden.

Methodik: Humane OB wurden von 4 gesunden Spendern (Operationsmaterial, Tibia bzw. Humerus) isoliert, die MSC (3 gesunde Spender) wurden aus Knochenmarkaspiraten mittels Dichtegradientenzentrifugation und Plastikadhärenz isoliert und nach anerkannten Kriterien anhand ihrer Differenzierungsfähigkeit und dem Nachweis eines charakteristischen Spektrums an Oberflächenmarkern charakterisiert. Zur Differenzierung in den osteoblastären Phenotyp wurden die MSC unter Zusatz von osteogenen Medium (DulbeccoÆs modified Eagle medium mit 10% FCS, 10 mM ß-Glycerophosphat, 0,2 mM Ascorbinsäure-2-phosphat und 0,1 µM Dexamethason) bis zu 28 Tagen kultiviert. Die mRNA Expression von CRegs in MSC vor und nach 14, 21 und 28 Tagen Kultur in osteogenem Medium, sowie in reifen OB wurde mittels quantitativer RT-PCR untersucht. Parallel wurde die Expression der CRegs mittels Durchflusszytometrie (FACS-Analyse) untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Expression der CRegs CD46 (Membrane cofactor protein), CD55 (Decay-accelerating factor) und CD59 (Inhibitor des Membran-attackierenden-Complexes) konnte erstmalig in MSC und in OB nachgewiesen werden. Im Verlauf der osteogenen Differenzierung (mit Maximum am Tag 28) fand sich für CD46, CD55 und CD59 eine Erhöhung der mRNA Expression. Es konnte keine messbare Veränderung von CD35 (C3b Rezeptor) über die Inkubationsperiode beobachtet werden. Die Durchflusszytometrie mit parallel durchgeführten FACS-Analysen auf Proteinebene ergab ein ähnliches Muster der CRegs Expression.

Die Ergebnisse zeigen erstmalig eine CReg Expression auf osteoblastären Zellen und geben erste Hinweise auf eine ausgeprägte Regulation von Complement-assoziierten Proteinen, die möglicherweise zellprotektiv gegen eine Complementattacke wirken und so in Entzündungsreaktionen nach muskulo-skeletalem Trauma eine wichtige Rolle spielen.