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Fragestellung: Da das vordere Kreuzband (VKB) auch mit Naht nicht heilt, ist das übergeordnete Ziel dieser Studie biologische Therapieansätze zur primären Heilung des VKB zu entwickeln. In dieser Studie möchten wir klären, welches biologische Differenzierungspotential die Zellen aufweisen, die aus den rupturierten VKB-Stümpfen herauswachsen (VKBex Zellen).

Methode: VKB Stümpfe wurden steril von Patienten geernted, die nach VBK-Ruptur mittels autologem Sehnentransplantat rekonstruiert wurden. Die VKB Reste wurden in 1-2 mm3 kleine Stücke zerkleinert, die in 12-Well Zellkulturplatten in Explant-Kultur mit DMEM/F-12 Medium (+Ascorbat/FBS) gegeben wurden. Nach 3-4 Wochen wurden die herausmigrierten VKBex Zellen zur Vermehrung einmal passagiert. VKBex Zellen in Monolayerkultur wurden mittels FACS bzgl. ihrer Oberflächenmarker (CD 14, 29, 31, 34, 44, 45, 90, 105, 106, 133) analysiert und mit mesenchymalen Stammzellen (MSZ) aus Knochenmarksaspirat (adhaerente Kultur) verglichen. Danach wurden die Zellen für 3 Wochen in folgende Diffenzierungskulturen gegeben: chondrogen (Pelletkulturen, 5 ng/mL TGF-ß1, ITS, Dexamethason, Ascorbat), osteogen (Monolayer, FBS, Ascorbat, ß-Glycerophosphat), adipogen (Monolayer, FBS, IBMX, Indomethazin, Insulin, Dexamethason). MSZ Kulturen dienten als Positivkontrollen, und Kulturen ohne Differenzierungsmedium als Negativkontrollen. Die Auswertungen der Differenzierungskulturen erfolgte mittels Histologie (H&E, Toluidinblau, alkalische Phosphatase (ALP), Alizarinrot, Oil-Red-O), Immunhistochemie (Kollagene Typ I und II) und RT-PCR (Typ I, II, IX, Aggrecan, Osteocalzin, ALP, PPARg2, LPL)

Ergebnisse: Die VKBex Zellen zeigten in der FACS Analyse die gleichen positiven (>10%) Oberflächenmarker wie MSZ (CD 29, 44, 90, 105, 106), jedoch in jeweils geringerem Ausmaß. Die jeweiligen Differenzierungskulturen der VKBex Zellen zeigten wie die MSZ eine chondrogene (Alzianblau, Typ II und IX Kollagen, Aggrecan), osteogene (Alizarinrot, ALP, Osteocalcin, Osteopontin, Kollagen I), und adipogene (Oli-Red-O, PPARg2, LPL) Differenzierbarkeit mit jeweils positiven Markern in der Histologie, Immunhistochemie und RT-PCR im Vergleich zu den Nagativkontrollen.

Schlussfolgerungen: VKBex Zellen zeigen wie MSZ ein ähnliches Expressionsprofil an Oberflächenmarkern und ein multipotentes Differenzierungpotential in die chondrogene, osteogene und adipogene Richtung. VKBex Zellen haben damit per definitionem adulten Stammzellcharakter, was bei einer möglichen therapeutischen Intervention mit diesen Zellen zur VKB-Heilung berücksichtigt werden sollte.