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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Nachweis osteo- und chondroblastärer Progenitorzellen in ovinem Nabelschnur- sowie peripher-venösem Blut

Meeting Abstract

  • O. Grinstein - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • M. Herten - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • S. Lensing-Höhn - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • J.C. Fischer - Institut für Zelltherapie und Transplantationsdiagnostik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • R. Krauspe - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • M. Jäger - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocPO15-315

DOI: 10.3205/11dkou624, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou6244

Published: October 18, 2011

© 2011 Grinstein et al.
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Fragestellung: Im Gegensatz zu Progenitorzellen aus Nabelschnurblut, ist der klinische Einsatz embryonaler Stammzellen auf orthopädischem Fachgebiet derzeit nicht möglich. Multipotente, mesenchymalen Progenitorzellen (MSCs) sind zwar auch beim Erwachsenen in zahlreichen Geweben (u. a. im peripheren Blut, Knochenmark, Fett- und Muskelgewebe u. a.) nachweisbar, sind jedoch in Anzahl und Differenzierungspotential vergleichsweise begrenzt. In jüngster Vergangenheit wurden MSCs auch aus ovinem Nabelschnurblut (CB-MSCs) nachgewiesen. Bislang ist jedoch unklar, ob bei dieser Spezies neben den im Nabelschnurblut nachweisbaren MSCs auch im peripher-venösen Blut osteo- und chondroblastäre Progenitoren existieren.

Methodik: Aus dem peripher-venösen Blut von 3 Schafen sowie aus dem Nabelschnurblut von 2 Schafen erfolgte die Isolation, Kultivierung und Expansion mononukleärer Zellen über 3 Passagen. Nach der jeweiligen Passagierung wurde der Anteil der mesenchymalen Progenitorzellen mittels Durchflusszytometrie detektiert und quantifiziert (CD34-/45-/14-/CD44+/90+/105+). Die Zellen wurden in verschiedenen Ansätzen osteogen, chondrogen und adipogen stimuliert. Unstimulierte Zellen dienten als Kontrollgruppe. Nach jeweils 10 und 21 d in vitro wurde der Differenzierungsstatus der Zellen morphologisch, (immun-)cytochemisch (Adiponectin, PPAR, FatOilRed, Osteocalcin, RANK, Alkalische Phosphatase, Cartilage Proteoglycan, Collagen 2, SafraninO, PAS) sowie molekularbiologisch via RT-PCR (Collagen 1, PPAR, Aggrecan) erhoben.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: In den Zellen aus peripherem Blut zeigte sich eine stärkere Expression der jeweiligen zelllinientypischen Parameter im Vergleich zur unstimulierten Kontrollgruppe, wobei auch diese eine geringe spontane osteoblastäre Differenzierungstendenz aufwies. Insbesondere fanden sich die für die osteogene Differenzierung und Biomineralisierung charakteristischen bone nodules unter osteogener Stimulation. Demgegenüber bildeten sich im chondrogenen Ansatz Safranin-O-positive dreidimensionale Konstrukte, die auch morphologisch Chondrozyten entsprachen. Im Gegensatz zur Kontrollgruppe, waren bei den adipogen stimulierten Zellen bereits nach 10 d intrazelluläre Fettvakuolen nachweisbar, welche sich bis zum 21 d stark vergrößerten. Während die Kontrollgruppe eine fibroblastoide Morphologie und eine geringe Proliferationstendenz aufwiesen, zeigten die stimulierten Zellen eine hiervon differierende Morphologie und eine hohe Proliferationsrate. (Immun)cytochemisch unterschieden sich Progenitorzellen aus Nabelschurblut und peripherem Blut nicht. Zuletzt genannte exprimierten CD105 stärker, während die MSCs aus Nabelschnurblut eine verstärkte CD44-Expression aufwiesen.

Zusammenfassend sind sowohl im peripheren Blut als auch im Nabelschnurblut von Schafen MSCs nachweisbar. Diese weisen trotz nachgewiesener Multipotenz jedoch nicht das gleiche primäre Expressionsmuster auf. In Abwesenheit typischer Stimuli ist die spontane Differenzierungspotenz gering.