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Biaxiale Beanspruchung führt zur in vitro Dedifferenzierung von Tenozyten
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Veröffentlicht: | 5. Oktober 2015 |
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Fragestellung: Sehnen- und Bänderverletzungen zählen zu den häufigsten orthopädischen Verletzungen. Das Gewebe erlangt auch nach abgeschlossener Heilung nicht seine ursprüngliche Beanspruchbarkeit zurück. Grund dafür ist die Bildung eines weniger belastbaren Ersatzgewebes. Der vascular endothelial growth factor (VEGF) sorgt während des Heilungsprozesses von Rupturen für die Angiogenese und Vaskulogenese. In dieser Studie wurde die Auswirkung von aus Thrombozyten freigesetzten Wachstumsfaktoren auf das Differenzierungsverhalten von Tenoyzten hinsichtlich der Expression von VEGF und Tenozytenspezifischen Markern unter mechanischer Belastung untersucht
Methodik: Aus Achillessehnen postnataler Mäuse gewonnene primäre Tenozytenkulturen wurden auf mit Kollagen Typ I beschichteten Silikonmembranen (BioFlex®-Platten) ausgesägt. Die Membranen wurden durch die Flexercell Strain Unit mit bi- bzw. äquiaxialem Zug beansprucht. Parallel wurden die Tenozyten mit verschiedenen Konzentrationen an Wachstumsfaktoren aus Thrombozyten, sogenannten platelet released growth factor (PRGF) behandelt. Nach den Zugversuchen wurde die VEGF-Freisetzung der Tenozyten mittels ELISA untersucht. Zur Analyse der Zellproliferation wurde ein Kristalviolett-Assay verwendet. Zum Nachweis der Expression von tenozytenspezifischen Markergenen, und der Darstellung der zugbedingten Ausrichtung der Tenozyten, wurden immunhistochemische Fluoreszenzfärbungen angefertigt und quantifiziert
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Eine PRGF-Supplementation von 1, 5 und 10% hingegen führten zu einer signifikanten Proliferationssteigerung der Tenozyten, während Zugbeanspruchung keinen signifikanten Effekt auf die Proliferation zeigte. Bei 1% PRGF und 0,5 Hz wurde ein positiver Effekt auf die Expression von Tenomodulin und Scleraxis beobachtet, während rein mechanische Beanspruchung die VEGF-Ausschüttung nicht erhöhte. Eine Kombination von Zug und PRGF steigerte die VEGF-Freisetzung hingegen signifikant Nach der mechanischen Beanspruchung mittels Flexercell Strain Unit wurde weder mit der Phalloidin-Färbungen, noch mittels Rasterelektronenmikroskopie, eine tenozytenspezifische Morphologie nachgewiesen.
Biaxiale mechanische Beanspruchung von Tenozyten innerhalb der untersuchten Parameter führte zu einer multidirektionalen Ausrichtung der Zellen. Dies in vitro Tenozyten-Dedifferenzierungsmodell reagiert günstig auf PRGF-Stimulation und eröffnet Möglichkeiten zur gezielteren Analyse von Zytokineffekten auf diese Zellen.