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Fragestellung: Die kürzlich entdeckten ABCB5+ mesenchymale Stammzellen stellen ein Teil des dermalen Stammzellkompartiments dar. Aufgrund ihrer hohen regenerativen, antiinflammatorischen und pro-angiogenen Eigenschaften war diese Zelllinie in den letzten Jahren Gegenstand intensiver Forschung. Im Bereich der regenerativen Medizin zeigen die Anwendungsdaten sowohl in vitro als auch in vivo äußerst vielversprechende Ergebnisse für die Therapie von u.a. Epidermolysis bullosa, chronisch venöse Ulcera und des limbalen Stammzelldefizits. Inzwischen können ABCB5+ MSCs GMP-konform hergestellt werden und stellen somit eine allogene "off-the-shelf" Zellquelle dar ohne Entnahmemorbidität - dies macht diese Zelllinie äußerst attraktiv für Anwendungen im Bereich von Knochendefekten und Pseudarthrosen. Bisher liegen keine strukturierten Grundlagendaten zu der Osteoregenerationsfähigkeit dieser Zellen vor.

Methodik: ABCB5+ Zellen (P9) (n=6) wurden mit einer Dichte von 10.000 Zellen/cm² in 35mm-Petrischalen ausgelegt und in zwei Gruppen mit (A) DMEM Low Glucose und (B) DMEM High Glucose kultiviert. Osteogene Differenzierung wurde unter Verwendung der osteogenen Zusätze Dexamethason, Ascorbinsäure und β###-Glycerolphosphat über 21 Tage indiziert. Eine negative Kontrollgruppe wurde parallel geführt. Die Quantifikation des Osteogenese erfolgte durch Evaluation des Hydroxalapatitgehaltes durch hoch-sensitives radioaktives 99mTc-HDP-Labeling mit Validierung durch Alizarin-Rot-Färbung sowie durch Rasterelektronenmikroskopie mit Energiedispersiver Röntgenspektroskopie (SEM/EDX) Analyse. Statistische Überprüfung durch t-Tests, p≤###0,05 0 = signifikant.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die quantitative Analyse des Hydroxylapatitgehalts, als wesentlicher Marker für das osteogene Potential, mittels 99mTC-HDP Labeling zeigte für die Gruppe (B) eine signifikant höhere Menge an Mineraldeposition im Vergleich zur negativen Kontrollgruppe (p≤###0,05) während die Analyse der Gruppe (A) bei der quantitativen Alizarin-Rot Färbung (ARS) einen hoch signifikanten Unterschied (p≤###0,01) zeigte. Die Validierung der 99mTC-HDP Labeling Methode erfolgte durch quantitative ARS-Färbung und korrelierte hoch signifikant (r2 0,92, p≤###0,01). Die quantitative Analyse des Minerals im Monolayer mit SEM/EDX bestätigte das Vorhandensein von Hydroxylapatit in der osteogenen Gruppe.

Erstmalig konnte mit diesem Versuch gezeigt werden, daß ABCB5+ MSCs in Abhängigkeit vom Zellkulturmedium ein wesentliches osteogenes Potential aufweisen und ein qualitative hochwertiges Hydroxylapatit synthetisieren. Diese Ergebnisse lassen ein hohes zukünftiges Anwendungsspektrum im Bereich des Bone Tissue Engineering erwarten. In Folgeversuchen soll das osteogene Potential dieser Zellen im Vergleich zu verschiedenen humanen Ziellinien unter dem Einfluss von weiteren unterschiedlichen Medien untersucht werden mit dem Ziel diese Therapiemöglichkeit zügig "From bench to bedside" zu bringen.