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GMS Current Posters in Otorhinolaryngology - Head and Neck Surgery

Deutsche Gesellschaft für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Kopf- und Halschirurgie e.V. (DGHNOKHC)

ISSN 1865-1038

Auswirkungen elektrischer Stimulation auf das Differenzierungsverhalten von primären Myoblasten in einer 3-D Fibrin-Matrix – eine Genexpressionsanalyse

Poster Plastische Chirurgie/Tissue Engineering

  • corresponding author Jens Stern-Sträter - Univ.HNO-Klinik, Mannheim
  • Ulrich Gößler - Univ.HNO-Klinik, Mannheim
  • G.B. Stark - Universitätsklinikum Freiburg Abt. f. Plastische und Handchirurgie, Freiburg
  • Karl Hörmann - Univ.HNO-Klinik, Mannheim

GMS Curr Posters Otorhinolaryngol Head Neck Surg 2006;2:Doc025

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/journals/cpo/2006-2/cpo000129.shtml

Published: April 24, 2006

© 2006 Stern-Sträter et al.
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Zusammenfassung

Einleitung: Das in vitro Tissue Engineering von Skelettmuskulatur stellt einen neuen, viel versprechenden Ansatz zur Therapie von angeborenen und erworbenen Muskeldefekten dar. Grundvoraussetzung ist die Differenzierung der Muskelvorläuferzellen (Myoblasten) in einer dreidimensionalen Umgebung (3-D) mittels klinisch anwendbarer Differenzierungsstimuli zu funktioneller Skelettmuskulatur in vitro.

Deshalb wurden in dieser Arbeit die Auswirkungen der elektrischen Stimulation auf das Differenzierungsverhalten von primären Myoblasten in einer definierten 3-D Fibrin-Matrix mittels real-time RT-PCR Untersuchungen analysiert. Als Differenzierungsmarker wurden sowohl die Genexpressionshöhen der myogenen Transkriptionsfaktoren MyoD und Myogenin als auch die ε-Untereinheit des Azetylcholinrezeptors (AChR) untersucht und mittels Student´s t-test verglichen, um genauere Aussagen zur Differenzierungsinduktion erheben zu können.

Material und Methoden: Primäre Myoblasten der Ratten wurden bis zur Passage 2 expandiert, in einer Fibrin-Matrix kultiviert und mit Hilfe eines Elektrostimulators stromkonstant, biphasisch mit 6,8mA gereizt. Die Auswirkung der Elektrostimulation wurde anhand quantitativer Bestimmung der mRNA-Expression der beiden Transkriptionsfaktoren MyoD und Myogenin, sowie der mRNA-Expression der reifen Untereinheit des AChR an den Tagen 0, 2, 4 und 8 bestimmt, nachdem zuvor durch konventionelle RT-PCR die Desmin-Expression und durch immunhistochemische Anti-Desminfärbungen der myogene Phänotyp der Zellen bestätigt werden konnte. Die Genexpressionshöhen von elektrostimulierten und nicht elektrostimulierten Myoblastenkulturen wurden mittels Student´s t-test verglichen.

Resultate: Die elektrische Stimulation der Myoblasten-Fibrinkulturen an den Tagen 2,4 und 8 führte überwiegend zu einer signifikant niedrigeren Expression der myogenen Transkriptionsfaktoren. Auch zeigte sich, dass die elektrische Stimulation keinen induktiven Einfluss auf die Expression der ε-Untereinheit des AChR aufwies.

Zusammenfassung: Im Rahmen dieser Arbeit konnte erstmalig der Einfluss der Elektrostimulation auf das Differenzierungsverhalten von expandierten, primären Myoblasten in einer definierten, klinisch anwendbaren 3-D Fibrin-Matrix gezeigt werden. Hierzu wurde die Genexpression verschiedener myogener Differenzierungsmarker quantitativ analysiert. Diese zeigten, dass die Elektrostimulation nicht zu der erhofften Differenzierungsinduktion sondern eher zu einer Dedifferenzierung der Myoblastenkulturen führte, was aus den niedrigeren Expressionsraten der elektrostimulierten im Vergleich zu den nicht elektrostimulierten Myoblastenkulturen zu folgern war. Daraus kann geschlossen werden, dass die Elektrostimulation als Differenzierungsstimulus für Tissue Engineering Applikationen überdacht werden muss.