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Fragestellung: Allen Geweben des muskuloskeletalen Systems gemein ist die Notwendigkeit mechanischer Beanspruchung, welche im Rahmen degenerativer Erkrankungen gestört ist. Die Beanspruchung der Sehne wird aus physiologischer Sicht als anabol wirkender Faktor angesehen. Der mechanische Stimulus der Sehnen führt zur Freisetzung verschiedener Wachstumsfaktoren, welche wiederum die metabolischen Prozesse und die Leistungsfähigkeit der Tenozyten in vivo und in vitro unterstützen.

Tenozyten verlieren nach längerer Kultivierungsdauer in vitro aufgrund mangelnder Kulturbedingungen ihre natürliche Form und Funktion. Der positive Effekt von aus Thrombozyten freigesetzten Wachstumsfaktoren (platelet released growth factor, PRGF) auf Tenozyten wurde in der Literatur belegt. In diesem Projekt werden die Zellen zusätzlich zu der mechanischen Beanspruchung mit PRGF stimuliert. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Auswirkung extrazellulärer Kräfte in Kombination mit Wachstumsfaktoren auf Differenzierungsprozesse von Sehnenzellen.

Methodik: Die Tenozyten wurden aus Achillessehnen postnataler Mäuse isoliert. Das PRGF wurde durch Thrombozytenaktivierung aus Vollblut gewonnen und für den Versuch in verschiedenen Konzentrationen dem Kulturmedium zugegeben. Die monoaxiale Beanspruchung der Zellen, mit 0,5 Hz und 9% Amplitude, erfolgte mit Hilfe eines Cell-Stretchers des Forschungszentrums Jülich und über verschiedene Zeiträume von bis zu 20h. Mittels Immunofluoreszenzfärbung wurde die Expression der Tenozyten-Marker Scleraxis (SCX) und Tenomodulin (TNMD) sichtbar gemacht, während die Ausrichtung von Stressfasern mittels Phalloidin-Färbung erfolgte. Fluoreszenzintensitäten der jeweiligen Marker innerhalb der Zellen wurden mit ImageJ verglichen und in GraphPad Prism 5 statistisch analysiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die durch monoaxiale Beanspruchung behandelten Zellen zeigten eine Tenozyten-spezifische Morphologie mit langen und schmalen Fortsätzen. Die Zugabe von 1% und 5% PRGF unterstützte diesen Effekt bei höheren Passagen. Nach einer zwanzigstündigen monoaxialen Beanspruchung konnte kein signifikanter Unterschied bei der SCX-Expression gezeigt werden. Allerdings führte die Zugabe von 1% und 5% PRGF zu einer signifikanten Steigerung der SCX-Expression in den Zellen. Die mechanische Beanspruchung führte aber zu einer signifikanten Steigerung der TNMD-Expression, die durch Zugabe von PRGF noch weiter erhöht werden konnte. Die maximale TNDM-Expression auf Basis der Fluoreszenzintensität zeigte sich bei 1% PRGF.

Eine geringe Konzentration an Wachstumsfaktoren neben einer monoaxialen Beanspruchung optimiert die Kultivierungsbedingungen für Tenozyten. Unsere bisherigen Ergebnisse eröffnen neue therapeutische Ansätze der Präkonditionierung für ein verbessertes, zellbasiertes Tissue Engineering bei der Wiederherstellung von Sehnenrupturen.