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Fragestellung: Enthesen sind spezialisierte Gewebe, die Sehnen/Ligamente mit Knochen verbinden. Die komplexe Struktur ist essentiell für die Übertragung der mechanischen Belastung von Sehne/Ligament auf den Knochen. Nach Verletzung verheilen Enthesen schlecht, so dass meist erneute Rupturen auftreten. Das Tissue Engineering von Enthesen ist eine vielversprechende Möglichkeit, die funktionelle Integrität von Enthesen wieder herzustellen. Die strukturellen Eigenschaften der Enthesen Matrix sowie die Beschaffenheit der Zellen, die in der Übergangsregion zu finden sind, sind jedoch noch nicht hinlänglich geklärt. Das Ziel dieser Studie war die Identifizierung von wichtigen Markern wie Matrixstruktur sowie Zelldifferenzierung, um das Tissue Engineering durch zellbesiedelte Scaffolds zu ermöglichen.

Methodik: Die strukturellen Eigenschaften der Enthesenmatrix wurden anhand von Konfokalmikroskopie von immunfluoreszenzmarkierten Kryosschnitten porciner Achillessehnen Enthesen untersucht. Darüberhinaus wurde eine Transkriptomstudie durchgeführt, um Biomarker für die Zelldifferenzierung zu identifizieren. Hierfür wurde RNA aus schockgefrorenen porcinen Achillessehnen Enthesen sowie Sehnen extrahiert und durch Next Generation Sequencing (Illumina) die Genexpression untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Konfokalmikroskopie von Kryoschnitten porciner Achillessehnen Enthesen zeigte, dass Sehnenfasern ~ 500 µm vor dem Knochen eine strukturelle sowie kompositionelle Veränderung durchlaufen. Dickere Kollagen Typ 1-reiche Sehnenfasern (~100 µm) werden zu dünneren Kollagen Typ 2-reichen Übergangsfasern (~10 µm), die eine Winkelveränderung durchlaufen. Die am Übergang angesiedelten Zellen weisen im Vergleich zu Sehnenzellen hohe Genexpression von > 90 Knorpelmarkern auf, z.B. COL2A1, PTH1R, ACAN, SOX9.

Die Ergebnisse dieser Studie liefern wichtige Ergebnisse für das Tissue Engineering von Enthesen. Es wurden strukturelle sowie kompositionelle Eigenschaften der Gewebsmatrix der Achillessehnen-Enthese aufgedeckt. Darüber hinaus wurden Marker identifiziert, die für die Kultivierung von Zellen auf artifiziellen Scaffolds im Enthesen Tissue Engineering verwendet werden können.