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Synoviale Fibroblasten sind wegen ihres Stammzellcharakters und gleichzeitiger chondrogener Differenzierung eine mögliche Zellalternative für die autologe Chondrozytentransplantation
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Published: | October 5, 2015 |
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Fragestellung: Bisheriger Standard der autologen Chondrozytentransplantation (ACT) ist die Verwendung passagierter Chondrozyten. Amplifikationsbedingte Dedifferenzierung und der Hebedefekt sind Nachteile, die zur Suche nach Zellalternativen geführt haben.
Methodik: Mittels einer etablierten FACS-Analyse wurde die Expression von humanen Knorpel- und Stammzellmarkern von Chondrozyten (CHDR, n=6), passagierten Chondrozyten für die ACT (CellGenix™, n=252), mesenchymalen Stammzellen (MSC, n=7) und synovialen Fibroblasten (SFB, n=27) verglichen. Analysiert wurden die chondrogenen Oberflächenproteine Kollagen Typ 2 (Col2), Aggrekan (ACAN) und CD44, für die ein Zusammenhang mit dem klinischen Ergebnis nach ACT bereits nachgewiesen werden konnte. Zur Charakterisierung der Stammzelleigenschaften wurden die Marker CD44, CD90, CD105 und CD73 gemessen. Auch der Einfluss der Zellpassagen wurde untersucht.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Primäre, humane MSC und SFB konnten vergleichbar adipogen, osteogen und chondrogen differenziert werden. Die Stammzellmarker waren leicht, aber statistisch signifikant auf der SFB-Oberfläche höher exprimiert (76% vs. 64% für alle 4 Marker). Auch die Expression der chondrogenen Marker Col2, ACAN und CD44 war bei den SFB statistisch signifikant höher als bei den MSC. Im Vergleich zu primären CHDR ergab sich bei ACAN und CD44 kein Unterschied, aber Col2 wurde bei den SFB erhöht gemessen. Die Vitalität der 3 Zelltypen wies keine signifikanten Unterschiede auf. Innerhalb der SFB wurden Zellen aus arthrotischen Gelenken der Endoprothetik (Kellgren-Lawrence-Score >/=3) mit Zellen der regenerativen Chirurgie (Kellgren-Lawrence-Score </=2) verglichen. Hierbei ergaben sich bei allen untersuchten Parametern keine Unterschiede. Diese fanden sich auch beim Vergleich von frischen mit temporär eingefrorenen Zellen sowie bei der Untersuchung des Einflusses von Alter und Geschlecht nicht. Mit zunehmender Passage der SFB zeigte sich eine sukzessive und statistisch signifikante Reduktion der Expression chondrogener Marker (Col2 von 83% auf 37%, ACAN von 75% auf 49% jeweils in Passage 6/7), CD44 hingegen blieb unverändert (90% und 87%). Die Minderung des Serumgehaltes von 10% auf 1% führte bei der Kultivierung der SFB zu einer statistisch signifikanten Reduktion der Expression von Col2 und ACAN, nicht jedoch von CD44. Beim Vergleich von CHDR für die ACT mit SFB der gleichen Passage (P2/3) waren ebenfalls Col2 (13% vs. 68%, p<0,05) und ACAN (28% vs. 70%, p<0,05) auf SFB höher exprimiert, bei CD44 fanden sich keine Unterschiede.
Zusammenfassend zeigen SFB ein hohes Differenzierungspotential bei einem gleichzeitig stabilen chondrogenen Phänotyp. Damit scheinen sie bessere Voraussetzungen für eine ACT zu haben als MSC oder passagierte CHDR.