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Joint German Congress of Orthopaedics and Trauma Surgery

02. - 06.10.2006, Berlin

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Mesenchymale Stammzellen aus Knochenmark (SZKM) und Fettgewebe (SZFG) haben ein unterschiedliches Genexpressionsprofil und benötigen verschiedene Wachstumsfaktoren für eine erfolgreiche Chondrogenese

Meeting Abstract

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  • T. Hennig - Sektion Experimentelle Orthopädie, Stiftung Orthopädische Universitätsklinik, Heidelberg, Germany
  • H. Lorenz - Sektion Experimentelle Orthopädie, Stiftung Orthopädische Universitätsklinik, Heidelberg, Germany
  • K. Götzke - Sektion Experimentelle Orthopädie, Stiftung Orthopädische Universitätsklinik, Heidelberg, Germany
  • W. Richter - Sektion Experimentelle Orthopädie, Stiftung Orthopädische Universitätsklinik, Heidelberg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocE.1.3-530

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/dgu2006/06dgu0019.shtml

Published: September 28, 2006

© 2006 Hennig et al.
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Fragestellung: Mesenchymale Stammzellen können in die unterschiedlichsten Zelltypen, wie auch in Chondrozyten, differenzieren. Sie stellen daher eine alternative Quelle zur Behandlung von Knorpeldefekten da. Unter Standard chondrogenen Differenzierungsbedingungen sind mesenchymale Stammzellen aus Fettgewebe im Vergleich zu mesenchymalen Stammzellen aus Knochenmark in ihrem Differenzierungspotential limitiert. Ziel war es Unterschiede in der Expression von Wachstumsfaktoren, deren Rezeptoren und von Transkriptionsfaktoren zwischen Stammzellen aus Knochenmark (SZKM) und Fettgewebe (SZFG) aufzudecken und limitierende Faktoren der Chondrogenese zu finden.

Methoden: BMSC und ATSC (n=3) wurden isoliert, bis zu 6 Passagen expandiert und als 3D-Pelletkultur über 4, 7, 14, 21, 28 und 42 Tage in serumfreiem Medium mit VitaminC und 10ng/ml des Wachstumsfaktors TGFß3 und/oder anderen Wachstumsfaktoren induziert. Die Differenzierung wurde mittels Immunhistologie (Alcianblau bzw. Collagen Typ I, II) bewertet und das Genexpressionsprofil durch Real-Time RT-PCR untersucht.

Ergebnisse: Undifferenzierte BMSC unterschieden sich von ATSC durch die Expression von BMP4, BMP6, Osterix, Osteocalcin, PDGF-BB, sowie Alk-5 mRNA. Keine Unterschiede zeigten sich in der Expression von BMP2 und BMP7, TGF-beta 1 und 3, FGF1, FGF2, IGF, CTGF, MATN1, Cbfa1, Sox9, MMP3, MMP13, Alk-2, ACVR2A, BMPRIA, BMPRIB and BMPRII. Im Vergleich zu BMSC benötigten ATSC BMP6 neben TGFß für die Chondrogenese. Wachstumsfaktoren wie z.B. die BMPs 2, 4 und 7 konnten die Gabe von BMP6 nicht ersetzen.

Schlussfolgerung: Die Expression von BMP4, Osterix sowie Osteoclacin in BMSC-Kulturen deutet auf das Vorhandensein von Osteoblastenvorläuferzellen in den Kulturen hin, die sich günstig auf die Chondrogenese in Anwesenheit von TGFß auswirkt. ATSC fehlen solche Vorläuferzellen und Faktoren, was durch exogene Zugabe von BMP2 und BMP4 teilweise ausgeglichen werden kann. Nur BMP6 eliminierte das reduzierte Differenzierungspotential von ATSC im Vergleich zu BMSC.