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Fragestellung: Der Untergang von Muskelgewebe nach Sportverletzungen und Operationen ist nach wie vor ein ungelöstes Problem. In experimentellen Studien konnte gezeigt werden, dass die Transplantation (TX) von mesenchymalen Stammzellen (MSC) zu einer Funktionsverbesserung von verletztem Skelettmuskel führt. Die zugrundeliegenden Mechanismen konnten bisher nicht geklärt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Faserzusammensetzung nach MSC-TX nach offener Quetschverletzung des M. soleus zu charakterisieren.

Methodik: 20 männliche SD-Ratten erhielten ein offenes Quetschtrauma des linken M. soleus. 10 Tieren wurden 2.5x10^6 autologe MSC 7 Tage nach dem Trauma in den verletzten M. soleus transplantiert (Gruppe 1, n = 10). Die Kontrolltiere erhielten Kochsalzlösung (Gruppe 2, n = 10). Die histologische Analyse der Fibrose und der Fasertypenverteilung und eine in-vivo Muskelkraft Messung wurden 28 Tage nach dem Trauma durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die MSC-TX verbesserte die Muskelkraft signifikant (Fast-Twitch, behandelt: 0,76 (0,51-1,15), unbehandelt: 0,45 (0,32-0,73), p = 0,01). Die tetanische Stimulation führte zu einer signifikant erhöhten Kraftentwicklung (behandelt: 0,63 (0,4-1,21), unbehandelt: 0,34 (0,16-0,48), p = 0,04). Die histologische Analyse zeigte keine Unterschiede in der Ausprägung von fibrotischem Gewebe (behandelt vs. unbehandelt p=0,42). Nach MSC-TX konnte eine Umverteilung der Fasertypen von slowMHC in Richtung fastMHC positive Fasern beobachtet werden (behandelt vs. unbehandelt, mm2: p=0.01; Prozent: 0.007).

Die hier vorgestellte Studie zeigt einen Effekt der lokalen MSC Applikation für die Behandlung von Skelettmuskelverletzungen auf struktureller Ebene. Zum ersten Mal konnte eine Verschiebung der Fasertypenverteilung von slowMHC zu fastMHC Fasern nach Transplantation von MSC in ein offenes Muskeltrauma gezeigt werden. Die Ergebnisse deuten auf einen bisher unbekannten Wirkmechanismus von MSCs in der Geweberegeneration hin.