gms | German Medical Science

Fragestellung: Hedgehog-Proteine spielen eine zentrale Schlüsselrolle in der physiologischen Entwicklung der knorpeligen Skelettanlage und regulieren die Knorpelzellproliferation und Differenzierung beim Adoleszenten. Die derzeit verfügbaren Methoden zum Ersatz zerstörten hyalinen Knorpels führen nicht zur Restitutio ad integrum. Die Fragestellung unserer Arbeit war, ob die Behandlung von adulten Stammzellen mit Hedgehog-Protein eine Verbesserung für knorpelregenerierende Systeme bedeuten könnte.

Methodik: Mesenchymale Stammzellen (MSC´s) wurden im Rahmen von Hüft-Prothesen-Implantationen gewonnen und in Sechs-Loch-Platten vermehrt. Es folgte eine drei-wöchige Applikation von Sonic hedgehog Protein (Shh) und Transforming growth factor-β-1 (TGF-β-1) als Positiv-Kontrolle. Die Effekte auf Differenzierung und Proliferation wurden mit verschiedenen Methoden, u.a. RT-PCR, Immunzytologie und BrdU-Assay, getestet.

Ergebnisse: Die mit Shh oder mit TGF-β-1 behandelten MSC´s zeigten im Gegensatz zur Kontrollgruppe in der RT-PCR und Immunzytologie deutliche Expression der chondrogenen Marker Aggrecan, Sox9, CEP-68 und Kollagen Typ II und X. Nur mit Shh behandelte MSC´s wiesen eine starke Zellproliferation auf.

Schlussfolgerungen: Wir präsentieren erstmals Daten, die eine wichtige Rolle für Shh in der In-Vitro Chondrogenese von MSC´s aufzeigen. Die zentrale Stellung von Hedgehog-Proteinen in der physiologischen Knorpelentwicklung kann somit auf neue Strategien in knorpelregenerierenden Systemen übertragen werden. Unsere derzeitigen Forschungen an den Ergebnissen in Kollagengelen schliessen die Lücke zur klinischen Anwendung.