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Einleitung: Mesenchymale Stammzellen (MSCs) haben die Fähigkeit, sich in verschiedene Gewebearten, z. B. Muskelgewebe zu differenzieren. Aufgrund ihres hohen Expansionspotentials stellen sie eine vielversprechende Zellquelle für das Skelettmuskel Tissue Engineering dar. HGF und IGF-1 sind zirkulierende Wachstumsfaktoren, welche sowohl die Proliferation als auch die myogene Differenzierung von primären Muskelzellen fördern. Ein weiterer systemischer Wachstumsfaktor, welcher in jüngster Zeit aufgrund seines Regenerationspotentials alternder Muskelzellen an Bedeutung gewonnen hat, ist GDF-11 als potentieller Stimulator der myogenen Differenzierung.

Material und Methoden: In dieser Studie wurde die myogene Differenzierung von MSC in Ko-Kultur mit Myoblasten und unter Stimulation mit HGF und IGF-1 untersucht. Zudem wurde die dreidimensionale Interaktion von MSC und Myoblasten auf parallel gesponnenen PCL-Kollagen-I-Nanofaserscaffolds analysiert. Die Auswertung erfolgte mittels Immunfluoresenz-Cytochemie, qRT-PCR und FACS-Analyse.

Ergebnisse: Ko-Kultivierte MSC und Myoblasten konnten myogen differenziert werden unabhängig von einer langfristigen Stimulation mittels HGF und IGF-1. GDF-11 zeigte unter spezifischen Kulturbedingungen einen starken Einfluss auf die myogene Differenzierung. Die dreidimensionale Kultivierung resultierte in einer verstärkten myogenen Differenzierung im Vergleich zur zweidimensionalen Kultur. PCL-Kollagen-Nanofaserscaffolds ermöglichten eine parallele Ausrichtung der Zellen mit einer positiven Expression von u.a. dem muskelspezifischen Intermediärfilament Desmin.

Schlussfolgerung: Mit der Entwicklung eines biokompatiblen Nanofaserscaffolds und unter Verwendung von MSCs konnte die Basis für weitere in vivo-Studien mit dem Ziel der Züchtung von funktionellem Skelettmuskelgewebe geschaffen werden. Ein vielversprechender Aspekt ist die Stimulation einer Myoblasten-MSC-Ko-Kultur mittels GDF-11.