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Fragestellung: Die räumliche Anordnung der Chondrozyten im Gewebe ändert sich im Laufe der Entstehung und dem Verschleiß der Bandscheibe. Aus einem initial ungeordnetem Gewebe hoher Zelldichte im frühembryonalen Stadium bildet sich rasch eine höhergradige zelluläre Ordnung mit einzelnen Zellen (Single cells) als vorherrschender Organisationsform der gesunden Bandscheibe. Daneben zeigen sich im adulten Gewebe vereinzelt als Paare (Pairs) und Strings (Stringformations) angeordnete Zellen. Mit zunehmender Degeneration zeigen sich vermehrt kleinere und größere Zellaggregate (Cluster). Die perizelluläre Matrix (PZM), welche die Chondrozyten direkt umgibt, ist mitunter für die Kommunikation der Zellen mit ihrer jeweiligen Umgebung verantwortlich. Veränderungen der PZM hinsichtlich Zusammensetzung und Ausprägung könnten somit relevant Einfluss auf zelluläre Interkationen mit der Umgebung sowie auf die Veränderung der zellulären Organisationsform und damit schlussendlich auch auf den Prozess der Degeneration nehmen.

Ziel der Studie war es, Veränderungen in der PZM hinsichtlich Zusammensetzung und Ausprägung musterbasiert im Laufe des Verschleißes der Bandscheibe zu detektieren.

Methodik: Hierzu wurde intraoperativ gewonnenes Bandscheibengewebe immunhistochemisch aufgearbeitet und ausgewertet. Entsprechend der aus dem Gelenkknorpel bekannten Zusammensetzung der PZM erfolgte die immunhistochemische Anfärbung von Fibrillin-1, Perlecan, Biglycan und Kollagen Typ VI in Kombination mit einer Zellkernfärbung und anschließend die musterspezifische (Single cells, Pairs, Stringformations und Clusters) quantitative Auswertung der PZM Intensität (relative Intensität in Prozent) an jeweils 40 Zellen pro Muster für jeden der fünf Marker (n = 640).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Single cells zeigen mit Ausnahme von Biglycan die höchste relative PZM Intensität der untersuchten Musterformationen. Zunehmende zelluläre Umorganisation als Zeichen zunehmender Degeneration geht einher mit einer Abnahme der relativen PZM Intensität von Kollagen Typ VI, Fibrillin-1 und Perlecan. Bei allen untersuchten Markern zeigen in Clustern angeordnete Zellen die geringste relative PZM Intensität.

Die Zusammensetzung der PZM sowie deren Veränderung im Laufe zellulärer Umorganisation zeigen somit klare Ähnlichkeiten mit denen des hyalinen Gelenkknorpels. Im Zuge der Veränderung der zellulären Anordnung zeigt sich ein zunehmender Verlust der PZM Intensität. Es muss insofern davon ausgegangen werden, dass auch in der Bandscheibe mit fortschreitender Degeneration die Fähigkeiten der Chondrozyten mit ihrer Umgebung adäquat zu interagieren zunehmend eingeschränkt ist.