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Modulation der tenozytenspezifischen Genexpression unter simulierten Mikrogravitationsbedingungen
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Autoren
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Armin Kraus
- Magdeburg, Deutschland
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Daniel Sattler
- Otto-von-Guericke Universität, Plastische, Ästhetische und Handchirurgie, Magdeburg, Deutschland
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Markus Wehland
- Otto-von-Guericke Universität, Plastische, Ästhetische und Handchirurgie, Magdeburg, Deutschland
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Hans-Georg Damert
- Otto-von-Guericke Universität, Magdeburg, Deutschland
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Silke Altmann
- Magdeburg, Deutschland
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Jessica Pietsch
- Otto-von-Guericke Universität, Plastische, Ästhetische und Handchirurgie, Magdeburg, Deutschland
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Manfred Infanger
- Otto-von-Guericke Universität, Magdeburg, Deutschland
| Veröffentlicht: | 3. September 2014 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Tenozyten, welche zur Herstellung eines Beugesehnenkonstruktes verwendet werden können, unterliegen bei Kultivierung in 2D-Kultur einer raschen Sensezenz mit Phänotypverlust. Es soll deshalb der Einfluss von simulierten Mikrogravitationsbedingungen auf den Phänotypenerhalt menschlicher Tenozyten untersucht werden.
Methoden: Menschliche Tenozyten wurden 9 Tage lang unter Bedingungen der simulierten Mikrogravitation (0,003g) auf einer Random Positioning Machine (RPM) kultiviert. Die Bildung von 3D-Verbänden (Spheroiden) wurde lichtmikroskopisch, die Veränderung der Genexpression durch quantitative Real-Time PCR untersucht. Hierbei wurden Zellen in 2D-Kultur unter 1g-Bedingungen, adhärente Zellen unter 0,003g und Spheroide miteinander verglichen.
Ergebnisse: Die Tenozyten zeigten unter 0,003g nach 4 Tagen eine Spheroidbildung, wobei die Zellverbände bis zum Versuchsende stabil blieben. Nach 9 Tagen zeigten die Spheroide eine signifikant höhere Expression von Kollagen 1 (Col1A1) im Vergleich zu den Zellen unter 1g (5,6x, p=0,02) und zu den adhärenten Zellen unter 0,003g (4,4x, p=0,04). Die Expression von Kollagen 3 (COL3A1) war in den Spheroiden im Vergleich zu den Zellen unter 1g ebenfalls signifikant erhöht (2,3x, p=0,03). Die Expression von Genen der extrazellulären Matrix (Tenascin C und Fibronectin) war in den adhärenten Zellen unter 0,003g im Vergleich zu den Zellen unter 1g erhöht (1,5x und 2,1x, n.s.). Die Genexpression des Zytoskelett-Proteins Vimentin war in den adhärenten Zellen unter 0,003g im Vergleich zu den Zellen unter 1g-Bedingungen erhöht (2,0x), jedoch wurde kein Signifikanzniveau erreicht. Die Genexpression des tenozyten-typischen Transkriptionsfaktors Scleraxis (SCXB) war in den Sphäroiden im Vergleich zu den Zellen unter 1g signifikant erhöht (3,7x, p=0,03).
Schlussfolgerungen: Simulierte Mikrogravitationsbedingungen könnten sich günstig auf Seneszenzvorgänge menschlicher Tenozyten in vitro auswirken, da die Genexpression von Kollagen, die Expression von Genen der extrazellulären Matrix, des Zytoskeletts sowie der tenogenen Differenzierung gefördert wird, was einem Phänotypverlust entgegenwirken könnte.
