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Fragestellung: Heutige Therapien bei osteochondralen Defekten (OCD) sind nicht befriedigend. Tissue-Engineering (TE) in Verbindung mit gentherapeutischen Methoden ist eine Alternative. Diese Studie zeigt die histologischen und immunhistologischen Ergebnisse nach retroviraler BMP2-Transduktion im osteochondralen Defekt des Kaninchens im Vergleich zu einer Kontrollgruppe und einer Plasmid-BMP2 Gruppe.

Methoden: Primäre Chondrozyten von NZW-Kaninchen wurden isoliert und mit BMP2 retroviral (RV-BMP2) ex vivo transduziert. In vivo wurden diese Zellen mittels Fibrin-Clot in artifizielle OCD-Defekte der Trochlea implantiert (n=16). Als Vergleichsgruppe dienten nicht infizierte und mit BMP2-Plasmid transduzierte Zellen, die auch implantiert wurden (je n=16). 4 und 12 Wochen postoperativ wurden die Kondylen entnommen und histologisch, immunhistologisch und biochemisch analysiert.

Ergebnisse: In vivo war die BMP2-Expression sowohl nach 4 Wochen als auch nach 12 Wochen stabil (BMP2-ELISA). Nach 4 Wochen zeigte sich histologisch (HE, Toluidin-Blau) in der Kontrollgruppe ein ICRS-Wert von 7,8, in der BMP2-Plasmid Gruppe von 7,0 und in der RV-BMP2 Gruppe von 11. Die Immunhistologie war in der Kontroll- und Plasmid-BMP2 Gruppe positiv für Kollagen1 und negativ für Kollagen2. In der RV-BMP2 Gruppe war die Immunhistologie positiv für Kollagen1 und 2. Nach 12 Wochen zeigte die Kontroll- und Plasmidgruppe in der Histologie Faserknorpel-artiges Gewebe. Es kam daher zu einem leichten Anstieg der ICRS-Werte in beiden Gruppen. In der RV-BMP2 Gruppe zeigten sich hingegen typische Charakteristika von hyalinem Knorpel, wie kolumnenartige Verteilung der Zellen, hyaline Matrix und eine glatte Oberfläche. In der Immunhistologie war Kollagen1 nur gering nachweisbar und Kollagen2 stark exprimiert.

Schlussfolgerung: Der Wachstumsfaktor BMP2 hat nur bei konstanter Expression im osteochondralen Defekt einen Einfluss auf die Regeneration von hyalinem Knorpel. Die Transduktion mittels Plasmiden und damit die kurzzeitige temporäre Expression hat hingegen keinen Effekt. Daher müssen im gentherapeutischen Tissue-Engineering der osteochondralen Läsion stabile Transduktionssysteme gefordert werden. Das benutzte retrovirale System ist ein solches. Durch die Dauerexpression des therapeutischen Gens und eine mögliche insertionelle Mutagenese (IM) des retroviralen Vektors müssen jedoch Sicherheitsaspekte berücksichtig werden. Daher sollen in Zukunft das tet-on System und sogenannte SIN-Vektoren zum Einsatz kommen, die die Genexpression steuern können und die IM unwahrscheinlich machen.