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Fragestellung: Der Fibroblastenwachstumsfaktor-2 (FGF-2) ist ein Polypeptid, welches unter anderem auch myoblastenproliferative Eigenschaften aufweist. Ziel der hier vorgestellten Studie war es, die Regenerationskapazität der traumatisierten peripheren Skelettmuskulatur, nach Transplantation von alginatverkapselten und FGF-2-überexprimierenden L8-Myoblasten zu untersuchen.

Methodik: Insgesamt wurde in vivo bei 11 männlichen Wistar-Ratten (275–300g) unter Pentobarbital-Anästhesie der M. soleus beidseits über einen offenen Zugang der hinteren Extremität mit einer instrumentierten Klemme standardisiert kontusioniert (7x für 10s mit 25N). Anschließend wurden alginatverkapselte (5x10⁶ Zellen/ml) L8 Myoblasten in die traumatisierte Muskulatur transplantiert, welche zuvor mit Plasmid-Expressionsvektoren für humanes FGF-2 (FGF-2, n=6) und Luciferase (luc, n=5) transfiziert wurden. Zur Erfassung der funktionellen Regeneration des Muskels erfolgte die Analyse der Muskelzellproliferation (Gabe von BrdU 50mg/kg KG i.p. –48h vor Gewebeentnahme und BrdU Immunhistochemie), der Gefäßdichte (CD31 Immunhistochemie) und der Apoptose (TUNEL Histologie) der linken Hinterlaufmuskulatur am 4. Tag nach Trauma-Induktion. Die rechte Hinterlaufmuskulatur diente zum Nachweis der Luciferaseaktivität mittels Chemilumineszenz. Desweiteren wurden die Alginatsphäroide in vitro für 14 Tage kultiviert, lichtmikroskopisch die Zellzahl ermittelt und per ELISA bzw. Chemolomineszenz die FGF-2 und Luciferaseaktivität bestimmt. Angegeben sind Mittelwert±SEM, t-Test, * p<0,05 vs luc.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Analyse von BrdU der traumatisierten Muskulatur zeigte bei der FGF-2-Gruppe eine höhere Zahl BrdU-positiver Zellen (FGF-2: 157±33; luc: 95±26 Zellen/mm²) und eine signifikante Reduzierung der Muskelzellapoptose (FGF-2: 14±3*; luc: 30±6 Zellen/mm²). Die Gefäßdichte zeigte sich bei der FGF-2-Gruppe ebenfalls erhöht (FGF-2: 8,4±2,0; luc: 4,8±0,3 Gefäße/mm²). Bei der Untersuchung der nichttraumatisierten angrenzenden Muskulatur unterschieden sich die Gruppen nicht mehr wesentlich hinsichtlich der Zellproliferation, Apoptose und Gefäßdichte (~5–10 Zellen/mm², ~0,7–1,3 Zellen/mm² bzw. ~1,2–1,5 Gefäße/mm²). Ein signifikanter Anstieg der Luciferaseaktivität der rechten Hinterlaufmuskulatur war bei der luc-Gruppe im Vergleich zur FGF-Gruppe am 4. Tag nach Trauma zu beobachten. Die Transgenexpression in den Alginatsphäroiden mit FGF-2- und luc-überexprimierenden L8 Myoblasten hielt in vitro für 7 bzw. 14 Tage an. Die Zellzahl war in vitro am Tag 14 bei den FGF-2-überexprimierenden Myoblasten um das 3,8-fache zum Ausgangswert erhöht im Vergleich zu einem lediglich 0,8-fachen Anstieg bei den luc-transfizierten Myoblasten. Die Implantation von alginatverkapselten, FGF-2-überexprimierenden Myoblasten geht nach Muskeltrauma mit einer verbesserten Proliferation, reduzierten Apoptose und erhöhten Gefäßdichte einher. Diese Methode könnte daher einen attraktiven Therapieansatz im Management von Patienten nach schwerem Weichteiltrauma darstellen.