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Fragestellung: Die Transplantation von in vitro vermehrten Sehnenzellen (Tendozyten) in einem mittels Tissue-Engineering hergestellten Konstrukt aus Zell-befreiter (dezellularisierter) Sehnenmatrix könnte ein therapeutischer Ansatz für die Verbesserung der Sehnendefektheilung darstellen. Das Ziel war, expandierte humane Sehnenzellen in einer dezellularisierten xenogenen Sehnenmatrix anzusiedeln und in einem in vivo Nacktmausmodell (nude mice xenograft model) die makroskopische und histologische Sehnengewebequalität und die Zellularität zu bestimmen.

Methodik: Die Dezellularisierung porciner Achillessehne wurde mittels verschiedener Dezellularisierungspuffer durchgeführt und der Erfolg anhand histologischer Färbungen untersucht. Die Rezellularisierung dieser Zell-befreiten porcinen Sehnenmatrix mit humanen Hamstringsehnen-Tendozyten erfolgte vergleichend durch verschiedene statische und dynamische Besiedlungsverfahren. Anhand von Vitalitätstests und histologischen Färbungen wurde der Rezellularisierungserfolg beurteilt. Dezellularisierte porcine Sehnenstücke sowie in einer Rotationskultur rezellularisierte Sehnen-Konstrukte wurden subkutan in Nacktmäuse implantiert. Nach 6 und 12 Wochen erfolgte die makroskopische sowie histologische Analyse der Sehnen anhand eines Score-Systems und eine quantitative Zellzahlbestimmung mittels DAPI-Färbungen der Zellen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Es gelang reproduzierbar, die Zellkerne aus der porcinen Sehne vollständig zu entfernen und damit eine Zell-freie extrazelluläre Matrix zu gewinnen. Zum besten Rezellularisierungserfolg dieser Matrices mit humanen Sehnenzellen führte die dynamische Rotationskultur. Hier wurden reproduzierbar über den gesamten Untersuchungszeitraum vitale Zellen nachgewiesen. Die in die Nacktmäuse implantierten Sehnenproben waren selbst nach 12 Wochen in der Nacktmaus in ihrer Form und Größe stabil, behielten ihre Sehnen-typische Makroskopie und enthielten vitale Zellen. Histologisch zeigten die rezellularisierten Sehnen gegenüber den Zell-freien Kontrollen über den Zeitverlauf von 6 und 12 Wochen in der Nacktmaus den signifikant besseren histologischen Score. Es konnte eine weitere Zunahme der Zellzahl in den rezellularisierten Sehnenmatrizes durch die Einwanderung von Wirtszellen aus der Maus beobachten werden. Auch Zell-freie Sehnenmatrices wurden so in vivo kolonisiert. Quantitativ zeigten sich an den Enden der Sehnen mehr Zellen als im Randbereich oder der Mitte wobei die rezellularisierte Sehne zu beiden Zeitpunkten mehr Zellen aufwies, als die Zell-frei implantierte Sehne. Die Sehnen führten zu keinen Entzündungsreaktionen.

Im Rahmen dieser Studie konnte eine Zell-befreite extrazelluläre Sehnenmatrix entwickelt werden, die sowohl in vitro und in vivo kolonisiert werden kann, Sehnen-typische Charakteristika sowie eine hohe Biokompatibilität aufweist. Weiterführende in vivo Experimente in einem Sehnenersatzmodell sollen zukünftig ihre Funktionalität unter Beweis stellen.