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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

26. - 29.10.2010, Berlin

Evaluierung einer MSC-basierten MACT zur Knorpelregeneration in einer randomisierten, doppelverblindeten GLP-Studie am Großtier

Meeting Abstract

  • B. Marquaß - Universität Leipzig, Klinik f. Unfall-, Wiederherstellungs-, Plastische Chirurgie, Leipzig, Germany
  • P. Hepp - Universität Leipzig, Klinik f. Unfall-, Wiederherstellungs-, Plastische Chirurgie, Leipzig, Germany
  • L. Böning - Universität Leipzig, Klinik f. Unfall-, Wiederherstellungs-, Plastische Chirurgie, Leipzig, Germany
  • M. Zscharnack - Universität Leipzig, Biotechnologisch-Biomedizinisches Zentrum, Zelltechniken und angewandte Stammzellbiologie, Leipzig, Germany
  • C. Josten - Universität Leipzig, Klinik f. Unfall-, Wiederherstellungs-, Plastische Chirurgie, Leipzig, Germany
  • R. Schulz - Universität Leipzig, Biotechnologisch-Biomedizinisches Zentrum, Zelltechniken und angewandte Stammzellbiologie, Leipzig, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 26.-29.10.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. DocEF11-1329

DOI: 10.3205/10dkou006, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou0061

Veröffentlicht: 21. Oktober 2010

© 2010 Marquaß et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Im Rahmen von vorherigen Studien konnte ein innovatives ATMP (Advanced Therapy Medicinal Product) zur MSC (mesenchymale Stammzellen)-basierten Matrix-gekoppelten Autologen Chondrozyten Transplantation (MACT) zur Therapie nicht degenerativ veränderter, fokaler, (osteo-)chondraler Knorpeldefekte entwickelt werden. Wir haben nun erstmalig im deutschsprachigen Raum eine GLP-Studie am Großtiermodell zur Evaluierung dieser Implantate im Rahmen einer randomisierten, doppelverblindeten Studie durchgeführt und präsentieren in-vivo Ergebnisse nach einem Jahr.

Methodik: 16 Merino-Schafe (power 0,8) wurden unter GLP-Bedingungen im Rahmen eines zweizeitigen Defektmodells am Schafsknie operiert. Initial erfolgte die Defektapplikation eines 7mm messenden osteochondralen Defekts an den medialen Femurkondylen beider Knie und die Entnahme von 28±2,6 ml Knochenmarksaspirat aus dem Beckenkamm. Nach Isolation von 60,8±29,1*106 kernhaltiger Zellen, inklusive der MSC, mittels Ficoll-Dichtegradientenzentrifugation aus dem Knochenmarkspunktat wurden die Stammzellen vier Wochen mit DMEM und 10% autologem Serum bis zur Passage 1 expandiert. Zur Herstellung der Knorpeltransplantate wurden jeweils 7,2* Stammzellen in je 1,8 ml der Kollagen-I-Matrix (Arthro Kinetics Biotechnology GmbH, Krems, Österreich) eingesät. Diese MSC-basierten MACTs wurden für 14 Tage mit chondrogenem Medium, inklusive 10ng/ml rhTGF-β3, vordifferenziert. Nach 6 Wochen erfolgte die Behandlung des chronifizierten Defektes am rechten Knie verblindet und randomisiert mit der MSC-besiedelten Matrix oder einem zellfreien, hochverdichteten Leergel mit vergleichbaren biomechanischen Eigenschaften. Die Läsion am linken Knie blieb unbehandelt (Kontrollgruppe). Die Explantation erfolgt nach einer Standzeit von 12 Monaten. Hiernach schließt sich die verblindete histologische Aufarbeitung und Auswertung (O´Driscoll-Score, ICRS VHS) an.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Es wurde keine Infektion beobachtet. Alle Tiere sind 4 Tage nach Implantation in die Herdenhaltung zurückgekehrt. In-vitro zeigten MSC- und Leergele vergleichbare biomechanische und optische Eigenschaften nach Hochverdichtung. Mittels hochspezifischer (immun-)histologischer Färbungen, einer Bestimmung der Genexpressionsprofile, und der Quantifizierung der gebildeten sulfatierten Glykosaminoglykane konnte eine erfolgreiche chondrogene in-vitro-Differenzierung der ovinen MSC in der Kollagen-I-Matrix gezeigt werden. Gemäß GLP-Prüfplan werden die histologischen Einjahresergebnisse beider Behandlungsgruppen und der Kontrollgruppe im 2. Quartal vorliegen und präsentiert werden.

Die MSC-basierte MACT kann eine zukünftige Behandlungsalternative bei fokalen Knorpeldefekten darstellen, da sie verglichen zur klassischen ACT ein einzeitiges operatives Vorgehen ohne „donor-side-morbidity“ ist.

Die Ergebnisse dieser komparativen GLP-Studie stellen die Basis für nachgeordnete Bewertungen seitens des Bundesinstituts für Arzneimittel und Medizinprodukte und des Paul-Ehrlich-Instituts dar.