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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Bursa subacromialis: Stammzelldepot in der Schulter mit Relevanz für die Heilung von Rotatorenmanschettendefekten – eine molekulare Analyse

Meeting Abstract

  • A. Steinert - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • J. Stehle - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • M. Kunz - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • F. Jakob - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • U. Nöth - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany
  • F. Gohlke - Orthopädische Klinik, König-Ludwig-Haus, Orthopädisches Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Würzburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocPO18-727

DOI: 10.3205/09dkou693, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou6935

Published: October 15, 2009

© 2009 Steinert et al.
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Fragestellung: Die Bursa subacromialis (BS) nimmt bei Rupturen der Rotatorenmanschette (RM) entscheidend auf den Heilungsvorgang der Sehne Einfluss (Uhthoff 1991), wobei der Mechanismus bisher nicht geklärt ist. Daher ist es Ziel dieser Studie die Zellen der Bursa subacromialis insbesondere im Hinblick auf ihr Proliferationsverhalten und ihr mesenchymales Entwicklungspotential zu untersuchen.

Methodik: BS Zellen wurden mittels Kollagenaseverdau aus chirurgischem Restmaterial isoliert, und mit mesenchymalen Stammzellen (MSZ) aus Knochenmarkaspirat verglichen (+Ethikkommissionsvotum). Das Oberflächenantigenexpressionsprofil der Zellen wurde mit Durchflußzytometrie (CD 34, 44, 45, 53, 90, 105, 106, 133, 144, 166) bestimmt und die Zellproliferation mit ATP-Test und Zellzählung evaluiert. Weiterhin wurden immunhistochemische Analysen für die MSZ-spezifischen Oberflächenmarker CD44, CD 90, CD105 und STRO-1 an MSZ, sowie BS Zellen und Gewebe durchgeführt. Danach wurden BS Zellen und MSZ für jeweils 21 Tage in chondrogenem (Pellets 10 ng/mL TGF-b1, ITS, Dex, Asc), osteogenem (Monolayer, FBS, Asc, ß-Glycero), oder adipogenem (Monolayer, FBS, IBMX, Indo, Insulin, Dex) Differenzierungsmedium kultiviert. Die Auswertung der Differenzierungen erfolgte histologisch, immunhistochemisch und mit RT-PCR in etablierten Assays. Negativkontrollen erhielten jeweils nur DMEM/FCS.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: BS Zellen zeigt eine leicht erhöhte Zellproliferation (ATP/Zellzahl) im Vergleich zu den MSZ. Die Durchflußzytometrie (CD 44, 90, 105, 106, 166) und Immunhistochemie (CD44, CD 90, CD105, STRO-1) zeigt bei den BS Zellen und MSZ positive (>10%) Expression für die genannten Oberflächenmarker. Die jeweiligen Differenzierungskulturen der BS Zellen zeigen wie die MSZ eine chondrogene (Alzianblau, Typ II und IX Kollagen, Aggrecan), osteogene (Alizarinrot, ALP, Osteokalzin, Osteopontin, Kollagen I), und adipogene (Oli-Red-O, PPARγ2, LPL) Differenzierbarkeit mit jeweils positiven Markern in der Histologie, Immunhistochemie und RT-PCR im Vergleich zu den Negativkontrollen. Die immunhistochemische Analyse der MSZ-Marker am BS Gewebe zeigt eine homogene Verteilung der Stammzellen in der Matrix.

BS Zellen und MSZ zeigen ein vergleichbares Oberflächenantigenexpressionsprofil bei leicht unterschiedlicher Zellproliferation (BS>MSZ). Beide Zellarten weisen ein multipotentes mesenchymales Differenzierungspotential in die chondrogene, osteogene und adipogene Richtung auf und erfüllen somit die Kriterien für adulte Stammzellen. Die BS stellt somit ein lokales Reservoir an adulten mesenchymalen Stammzellen in der Schulter dar, welches das Potential hat den Heilungsvorgang nach Ruptur nachhaltig positiv zu beeinflussen. Ein Nutzbarmachen dieser Erkenntnisse zur Entwicklung biologisch verbesserter Ansätze zur RM-Heilung nach Ruptur bleibt zukünftigen Studien vorbehalten.