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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

Globale Genexpressionsanalyse mesenchymaler Stromazellen arthroseerkrankter Spender

Meeting Abstract

  • J. Rauh - Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Translationales Zentrum, Dresden, Germany
  • H. Friedrich - Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Translationales Zentrum, Dresden, Germany
  • R. Overall - DFG-Zentrum für Regenerative Therapien Dresden, Cluster of Excellence , TU Dresden, Dresden, Germany
  • L. Royer - Biotechnologisches Zentrum an der TU Dresden, Bioinformatik, Dresden, Germany
  • K.-P. Günther - Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Translationales Zentrum, Dresden, Germany
  • M. Stiehler - Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Translationales Zentrum, Dresden, 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. DocPO16-1046

DOI: 10.3205/11dkou630, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou6300

Published: October 18, 2011

© 2011 Rauh et al.
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Fragestellung: Die Arthrose gehört zu den sozialmedizinisch und volkswirtschaftlich bedeutsamsten Erkrankungen des Bewegungsapparates. Der genaue zelluläre und subzelluläre Entstehungsmechanismus ist momentan Gegenstand der aktuellen Forschung. Adulte mesenchymale Stromazellen (MSC) haben aufgrund ihrer ausgezeichneten Teilungs- und Ausreifungskapazitäten in Knorpel, Knochen und andere Gewebe einen hohen Stellenwert im Rahmen innovativer zellbasierter Konzepte zur Therapie von Erkrankungen des Bewegungsapparates. Es konnte gezeigt werden, dass MSC arthroseerkrankter Spender eine veränderte Funktion im Vergleich zu Zellen gesunder Spender aufweisen. Ziel dieser Studie war es, die Rolle von MSC im Rahmen der Arthroseätiologie auf Genexpressionsebene zu untersuchen.

Methodik: MSC wurden aus Knochenmarkaspiraten von n=13 an primärer Koxarthrose erkrankten und n=15 gesunden altersgleichen Probanden mittels Dichtegradientenzentrifugation und Plastikadhärenz isoliert. Die Studie wurde durch die lokale Ethikkommission genehmigt (Protokollnr. EK203082008). Die globale Genexpressionsanalyse erfolgte Microarray-basiert (Affymetrix®, Santa Clara, CA, USA) an RNA von MSC der Passage 0. Die Rohdaten wurden mittels Hintergrundkorrektur, Normalisierung, und Robust Multichip Analysis (RMA) prozessiert. Anschließend erfolgte eine statistische Analyse mittels „R“ (http://cran.r-project.org/) und Varianzanalyse für geschlechtsspezifische Expressions- und signifikante Genexpressionsunterschiede (p<0,05). Genontologie- und Pathwayanalysen wurden anhand der Datenbanken NetAffx™, DAVID und Babelomics4 durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Es wurden insgesamt n=690 signifikant (p<0,05) regulierte Gene der Arthrosegruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe identifiziert. Das zwischen den beiden Studiengruppen am signifikantesten differentiell exprimierte Gen Component of oligomeric golgi complex 5 (COG5) ist für den Golgivesikel-abhängigen Transport verantwortlich und mit einem erhöhten Arthroserisiko assoziiert. Die differentiell exprimierten Gene konnten nach Genontologieanalysen vorrangig Prozessen des Transportes, der Transkription und Proteinmodifikation zugeordnet werden. Des Weiteren wurden regulierte Gene, die für funktionelle Prozesse wie Apoptose, RNA-Modifikation und Zelladhäsion verantwortlich sind, identifiziert. Signifikant regulierte Gene konnten unter anderem den Notch-, Wnt- und Jak-Stat- Signaltransduktionswegen zugeordnet werden.

Mittels globaler Genexpressionsanalyse adulter MSC arthroseerkrankter Spender im Vergleich zu Zellen gesunder Probanden konnten im Rahmen der Arthroseätiologie relevante Kandidatengene und Signaltransduktionswege erfasst werden. Diese Ergebnisse unterstützten die Annahme, dass MSC eine zentrale Rolle im Rahmen der Arthroseätiologie aufweisen. In zukünftigen Untersuchungen wird eine Validierung ausgewählter Ergebnisse mittels quantitativer RT-PCR und Proteinexpressionsanalysen erfolgen.