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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

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Das funktionelle Verhalten sowie das Proteinexpressionsmuster von mesenchymalen Stammzellen verändert sich mit dem Donoralter

Meeting Abstract

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  • G. Kasper - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • L. Mao - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Institut für Humangenetik, Berlin, Germany
  • S. Geissler - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • J. Trippens - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • A. Baerenwaldt - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • K. Kaspar - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • J. Glaeser - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • C. Perka - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • G.N. Duda - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • J. Klose - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Institut für Humangenetik, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocE18-399

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/dkou2007/07dkou063.shtml

Published: October 9, 2007

© 2007 Kasper et al.
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Fragestellung: Mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind an physiologischen Regenerationsprozessen z.B. des Knochens beteiligt. Allerdings ist ebenfalls bekannt, dass das Regenerationspotenzial mit steigendem Alter der Individuen abnimmt. Ziel dieser Studie ist die Analyse des funktionellen Verhaltens von MSCs von Spendertieren unterschiedlichen Alters. Um die zu Grunde liegenden Mechanismen zu untersuchen, wurden die Proteome der Spenderzellen bestimmt und untereinander verglichen.

Methodik: MSCs wurden aus 3 Wochen und 12 Monate alten männlichen Sprague Dawley Ratten isoliert. Die Zellen wurden durch Adhärenz an Zellkulturplastik aus dem Knochenmark isoliert, welches durch Zentrifugation aus dem geöffneten Femur gewonnen wurde. 4 Tage nach Isolation wurde die Anzahl der MSC Kolonien (KBE) ermittelt. Eine homogene Zellpopulation wurde mittels Durchflusszytometrie der Oberflächenmarker CD44+, CD73+, CD90+ und CD45- bestimmt. Zur osteogenen Differenzierung wurden konfluente Zellen 1 bzw. 2 Wochen mit osteogenem Medium inkubiert bevor die Aktivität der endogenen alkalischen Phosphatase (ALP) bzw. die Matrix Mineralisierung (Alizarin Red) bestimmt wurden. Seneszente Zellen wurden anhand ihrer β-Galactosidaseaktivität identifiziert. Die Proteome der MSCs wurde mittels hochauflösender 2D Gelelektrophorese, wie von Klose et al. beschrieben, analysiert.

Ergebnisse: Die Zellen alter und junger Donoren zeigten keinen Unterschied in dem für MSC typischen Markerproteinprofil. Die Anzahl der KBE war in alten Tieren signifikant erniedrigt. Auch die spontane Migrationsgeschwindigkeit von MSCs älterer Tiere war niedriger als die der Zellen von jüngeren Donoren. Nach Induktion der osteogenen Differenzierung zeigten MSCs von älteren Tieren signifikant niedrigere ALP Aktivitäten und einen Trend zu erniedrigter Matrix Mineralisierung. Außerdem zeigte sich, dass MSC Populationen von älteren Tieren mehr seneszente Zellen beinhalten. Analysen des Proteoms zeigten, dass in den MSCs der älteren Tiere 29 Proteine reproduzierbar erhöht und 20 erniedrigt waren.

Schlussfolgerung: Die Zellzahl, das funktionelle Verhalten und das Proteom von MSCs von älteren Donoren sind verändert im Vergleich zu jüngeren Spendern. Weitere Studien müssen zeigen, welche dieser Veränderungen relevant für die limitierte Heilung in älteren Patienten sind. Dies ist die Grundlage für die Entwicklung innovativer Therapieansätze.