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Fragestellung: Fokale, osteochondrale Defekte sind ein ungelöstes klinisches Problem. Im Kleintiermodell konnte bereits gezeigt werden, dass humaner Fibroblastenwachstumsfaktor 2 (hFGF-2) in osteochondralen Defekten gentransferbasiert überexprimiert werden kann und dabei einen positiven Effekt auf die Knorpelreparatur aufweist [Cucchiarini et al., Mol Ther 2005]. Rekombinante, adenoassoziierte virale (rAAV) Vektoren sind ein effizientes und sicheres Werkzeug zum Gentransfer. In dieser Studie untersuchten wir die Hypothese, dass rAAV-vermittelte Überexpression von hFGF-2 die Reparatur osteochondraler Defekte im Schafmodell verbessert.

Methodik: Alle Transgene standen unter Kontrolle des CMV-IE Promotor/Enhancer: Beta-Galaktosidase (β-gal) von Escherichia coli (rAAV-lacZ) und hFGF-2. In den Trochleae femores von 7 adulten Merino-Schafen wurden standardisiert je 2 osteochondrale Defekte (Durchmesser 3,5 mm; Tiefe 8 mm; n=28) gesetzt. Nach Miniarthrotomie wurde je Defekt alternierend pro Knie 10 µl rAAV-hFGF-2 (FGF-2-behandelte Defekte), oder 10 µl rAAV-lacZ (lacZ-behandelte Defekte) appliziert. Nach 6 Monaten wurde die Knorpelreparatur semiquantitativ anhand etablierter und validierter, inverser Bewertungssysteme makroskopisch [Goebel et al., OAC 2012] und histologisch [Sellers et al., JBJS Am 1997] nach Safranin-O-Echtgrün-Färbung evaluiert. Zur statistischen Auswertung wurden ein multilevel mixed-effects generalized linear model sowie ein gepaarter Zweistichproben-t Test verwendet (Signifikanzniveau P < 0,05).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: rAAV-vermittelter Gentransfer von hFGF-2 verbesserte die makroskopische Knorpelreparatur im Gesamtpunktewert (3,96 ± 2,65 versus 4,50 ± 2,91; P > 0,05). Individuelle Aspekte zeigten ebenfalls eine verbesserte Reparatur im Punktewert, waren jedoch statistisch nicht signifikant unterschiedlich zwischen den Gruppen (P > 0,05).

Gentransfer von hFGF-2 verbesserte signifikant den mittleren Gesamtpunktwert der histologischen Knorpelreparatur (9,63 ± 0,20 versus 12,20 ± 0,19; P < 0,05). Signifikant verbesserte Reparatur fand sich ebenfalls für individuelle Werte des histologischen Bewertungssystems wie Defektfüllung (0,15 ± 0,04 versus 0,47 ± 0,06), Matrixanfärbbarkeit mit Safranin-O (0,50 ± 0,07 versus 1,26 ± 0,12) und Zellmorphologie (1,66 ± 0,05 versus 2,14 ± 0,06; je P < 0,05). Individuelle Punktwerte für Integration (0,94 ± 0,05 versus 1,22 ± 0,05), Defektarchitektur (0,39 ± 0,09 versus 0,64 ± 0,10), Oberflächenarchitektur (1,39 ± 0,09 versus 1,39 ± 0,09), Tidemark- Formation (3,76 ± 0,06 versus 3,86 ± 0,07) sowie subchondraler Knochen (0,82 ± 0,08 versus 1,22 ± 0,11) waren nicht signifikant unterschiedlich zwischen den Gruppen (P > 0,05) (siehe Tabelle 1 [Tab. 1]).

In Zusammenschau verbessert rAAV-vermittelte Überexpression von hFGF-2 signifikant die strukturelle Knorpelreparatur im Großtiermodell nach 6 Monaten. Diese Daten unterstützen das Potential einer direkten Applikation therapeutischer rAAV-Vektoren zur Behandlung von Knorpeldefekten.