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Fragestellung: In dieser Arbeit berichten wir über das in vitro Entwicklungspotential von VKB Auswachszellen (VKBA), charakterisieren ihr molekulares Profil und beschreiben die Herkunft dieser Zellen im Gewebe um so das Heilungspotential dieser Zellen für biologische Therapieansätze zu evaluieren.

Methode: Rupturierte VKB Stümpfe von 20 Patienten wurden nach Zustimmung der Ethikkommission steril geerntet, in 1-2 mm Stücke zerkleinert, und in Explant-Kultur gegeben. Nach 3-4 Wochen wurden die VKBA passagiert, mittels FACS-Analysen bzgl. ihrer Oberflächenmarker (CD 14, 29, 31, 34, 44, 45, 90, 105, 106, 133) analysiert und mit mesenchymalen Stammzellen aus Knochenmarksaspirat (MSZ) verglichen. Danach wurden VKBA für 3 Wochen mittels gängiger Zellkulturverfahren in die chondrogene, osteogene und adipogene Richtung differenziert. MSZ Kulturen dienten als Positivkontrollen, und die jeweiligen Kulturen ohne Differenzierungsmedium als Negativkontrollen. Die Auswertungen der Differenzierungskulturen erfolgte mittels spezifischer Marker histologisch, immunhistochemisch und durch RT-PCR. Das VKB Gewebe der Patienten wurde weiterhin histologisch und immunhistochemisch bzgl. der Lokalisation von MSZ-spezifischen Oberflächenmarkern untersucht (CD44, CD 90, CD105, STRO-1).

Ergebnisse: Die VKBA und MSZ zeigten in der FACS Analyse vergleichbar Oberflächenantigenexpressionsmuster (CD34-, 45-, 29+, 44+, 73+, 90+, 105+, 106+ und STRO-1+). Die jeweiligen Differenzierungskulturen zeigten für VKBA und MSZ eine vergleichbare multipotente mesenchymale Differenzierbarkeit in die chondrogene (Alzianblau, Typ II und IX Kollagen, Aggrecan), osteogene (Alizarinrot, ALP, Osteokalzin, Osteopontin, Kollagen I), und adipogene (Oli-Red-O, PPARg2, LPL) Richtung mit jeweils positiven Markern in der Histologie, Immunhistochemie und RT-PCR im Vergleich zu den Kontrollen. Immunhistochemische Untersuchungen des VKB Gewebes lokalisierten die VKBA Zellen sowohl auf die Faszikel, als auch auf die Perizyten der kleinen Gefäßvakuolen des VKB. Ferner ist die VKBA Nische durch ein kollagenes Bindegewebe reich an Kollagen I und III, Tenomodulin, Fibromodulin, Fibronektin, Tenascin C, Biglykan und Decorin.

Schlussfolgerungen: VKBA zeigen wie MSZ ein ähnliches Expressionsprofil an Oberflächenmarkern und ein äquivalentes multipotentes Differenzierungpotential in die chondrogene, osteogene und adipogene Richtung. Die Stammzellnische im VKB ist durch eine Reihe von Matrixproteinen einschließlich Biglycan und Tenomodulin charakterisiert. Es bleibt zukünftigen Studien vorbehalten ob diese Vorläuferzellen für biologische Therapieansätze nach VKB Ruptur genutzt werden können.