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Einleitung: Tissue Engineering von vaskularisiertem Knochen benötigt multipotente Stammzellen, welche sich sowohl in Knochen-, wie auch in Gefäßzellen differenzieren lassen. Ziel der vorliegenden Studie war die osteogene Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen aus Fettgewebe (Ad-MSCs).

Material und Methoden: Ad-MSC wurden aus Gewebeabfällen (Bauch-, Hüfte- oder Brustfett) isoliert. Expression von Rezeptoren (BMPs, Vitamin D, etc.) sowie 10 verschiedener osteoblastärer Marker wurde mittels RT-PCR untersucht. Zur osteogene Differenzierung wurden Ad-MSCs mit verschiedenen Kombinationen von β-Glycerophosphat, Ascorbinsäurephosphat, CaCl₂, Dexamethason, Vitamin D, BMP2 und/oder -7 behandelt. Die Zellen wurden auf Proliferation und Matrixbildung (Alizarin Rot & van Kossa Färbung) untersucht. Alkalische Phosphatase (AP)-Aktivität wurde photometrisch bestimmt.

Ergebnisse: Unbehandelte Ad-MSCs exprimieren Rezeptoren für BMPs (Alk1, -2, -3, -5, -6, TGF-βRII & BMP-RII), Vitamin D, Insulin (IGF-R I & II) und Retinol (Rezeptor β & δ). Bereits 8 Tage Stimulation mit β-Glycerophosphat und Ascorbinsäurephosphat induzierte AP-Aktivität in Ad-MSCs (160 µmol/min). Dies konnte mittels AP-Färbung bestätigt werden. Weitere Zugabe von CaCl₂ und Dexamethason führte zur Bildung mineralisierter Matrix nach 12–16 Tagen. Zugabe von BMPs konnte diesen Effekt verstärken. Die so behandelten Ad-MSCs zeigten auch Expression einer Reihe von osteoblastärer Marker. Die Differenzierung war in den ersten Passagen nach Isolation am effektivsten und nahm mit steigender Passagenzahl (wie die Proliferation) ab.

(Abbildung 1 [Abb. 1])

Schlussfolgerung: Wir konnten zeigen, dass Ad-MSCs bereits ohne Stimulation mit Zytokinen ein großes Potential zur osteogenen Differenzierung haben. Somit stellen Ad-MSCs eine gute Alternative zu MSCs des Knochenmarks dar, da die Gewinnung der Zellen mit weniger Komplikationen für den Patienten verbunden ist.