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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015)

20.10. - 23.10.2015, Berlin

Charakterisierung und Vergleich von humanen und ovinen mesenchymalen Stammzellen verschiedener Herkunftsgewebe

Meeting Abstract

  • El-Mustapha Haddouti - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • presenting/speaker Thomas Randau - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Cäcilia Hilgers - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Frank Schildberg - Harvard University, Center for AIDS Research, Cambridge, United States
  • Dieter C. Wirtz - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Andreas Limmer - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Sascha Gravius - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015). Berlin, 20.-23.10.2015. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2015. DocPO11-986

doi: 10.3205/15dkou552, urn:nbn:de:0183-15dkou5524

Veröffentlicht: 5. Oktober 2015

© 2015 Haddouti et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Große Knochendefekte stellen ein klinisch weit verbreitetes Problem dar, und ihre Regeneration ist Ziel aktueller Forschungsbemühungen. Während die autologe Spongiosaplastik bei großen Defekten aufgrund mangelnder Verfügbarkeit an ihre Grenzen stößt, haben die Verfahren des Tissue Engineering es bisher nicht in eine routinemäßige klinische Anwendung geschafft. Mesenchymale Stammzellen (MSCs) werden in zellbasierten Therapien eingesetzt, und verfügen über ein gutes osteogenes Potential, und sind vielversprechend als mögliche Therapieoption. Zur Überprüfung möglicher Therapieansätze werden Tiermodelle benötigt, wobei dem Schafsmodell als Großtiermodell in der Orthopädie eine wesentliche Rolle zukommt.

Die vorliegende Studie zielte darauf ab, die bisher schlecht charakterisierten ovinen Zellen (o-MSCs) gegen humane (h-MSCs) aus verschiedenen Geweben zu vergleichen, um die Nutzungsmöglichkeiten der ovinen Zellen in der translationellen Stammzellforschung zu verbessern.

Methodik: MSCs von Mensch und Schaf wurden bei je 3 Spendern aus Fettgewebe (ATSCs), rotem Knochenmark (BMSCs) und Fettmark (FMSCs) mittels Gradientenzentrifugation oder Kollagenase-Verdau isoliert und expandiert. Die Zellen wurden unter spezifischen Kulturbedingungen adipogen, chondrogen und osteogen differenziert, sowie in der FACS-Analyse auf Oberflächenmarker hin untersucht, zudem wurde ihre immunologische Kompetenz im Lymphozyten-Prolierationsassay überprüft. Die Ergebnisse wurden zwischen den Spezies und den Herkunftsgeweben verglichen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: hMSCs und oMSCs waren in Kultur plastikadhärent und zeigten eine typische fibroblastenähnliche Stammzell-Morphologie. Die Zellen beider Spezies und aus allen drei Herkunftsgeweben ließen sich erfolgreich unter vergleichbaren Kulturbedingungen adipogen, osteogen und chondrogen differenzieren. Auf allen Zellen konnte nach Isolation und Expansion die typischen Oberflächenmarker für Stammzellen CD73, CD90 und CD105 nachgewiesen werden, die hämatopoietischen Marker CD14 und CD45 waren erwartungsgemäß nicht nachweisbar. Die Zellen zeigten in vitro eine proliferationshemmende Wirkung auf aktivierte Lymphozyten im Sinne einer Immunosupression.

Adulte Stammzellen sind leicht und ohne ethische Bedenken aus verschiedenen Materialien zu isolieren. Wir konnten zeigen, dass sich die vergleichbaren Zelltypen zwischen Mensch und Schaf - als mögliches Großtiermodell für orthopädische Anwendungen - nicht wesentlich unterscheiden. Ovine MSCs stellen ein interessanten Forschungsbereich dar, und können in der in-vivo Erprobung von Tissue-Engineering Ansätzen zukünftig ein wertvolles Hilfsmittel werden.