Res-Vorträge Research I - AGA-Kongresse

Res 2
Identifikation mesenchymaler Stammzellen im vorderen Kreuzband
A.F. Steinert 1 , M. Kunz 1 , T. Barthel 1 , U. Nöth 1 , R. Porter 2 , M. Murray 3 , C. Evans 2
1 Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus, Würzburg, Germany, 2 Harvard Medical School, Center for
Molecular Orthopaedics, 3 Harvard Medical School, Boston, United States
Fragestellung: Nachdem vordere Kreuzband (VKB) nach Ruptur häufig ans hintere Kreuzband heilt
(Wittek-Heilung) und in seinen Stümpfen viele Zellen aufweist, waren wir in diesen Arbeit an dem in
vitro Entwicklungspotential der Kreuzbandzellen nach Auswachsen (VKBA) und Kollagenaseverdau
(VKBD) im Vergleich zu mesenchymalen Stammzellen aus dem Knochenmark (KM-MSZ) interessiert.
Methode: VKB Stümpfe von 20 Patienten wurden nach VKB Ruptur (Ethikkommission+) steril
geerntet, und in Auswachszellkultur als auch in Kollagenaseverdau gegeben. Nach 3-4 Wochen
wurden die VKBA und VKBD passagiert, mittels FACS-Analysen bzgl. ihrer Oberflächenmarker und
Zellproliferationsraten (ATP-Test) analysiert und mit mesenchymalen Stammzellen aus
Knochenmarksaspirat (KM-MSZ) verglichen. Anschließend wurden VKBA und VKBD für 3 Wochen
mittels gängiger Zellkulturverfahren in die chondrogene , osteogene und adipogene Richtung
differenziert, wobei KM-MSZ Kulturen als Positivkontrollen, und die jeweiligen Kulturen ohne
Differenzierungsmedium als Negativkontrollen dienten. Das VKB Gewebe wurde ferner durch
Immunhistochemie bezüglich der Lokalisation von MSZ-spezifischen Oberflächenmarkern untersucht
(CD44, CD 90, CD105, STRO-1).
Ergebnisse: In Monolayerkultur formten VKBA und VKBD Kolonien die mit denen der KM-MSZ
vergleichbar waren, obgleich beide VKB-Zelltypen eine höhere Zellproliferationsrate als die KM-MSZ
aufwiesen. VKBA und VKBD zeigten in der FACS Analyse ein vergleichbares
Oberflächenantigenexpressionsmuster (CD 11c - , 29 + , 31 - , 34 - , 40 - , 44 + , 45 - ,49c + , 53 - , 73 + , 74 - , 90 + ,
97 + ,105 + , 106 - , 133 - , 144 - ,146 + , 163 - ,166 + , HLA ABC, ALP und STRO-1 - ), das mit dem der KM-MSZ
bis auf kleinere Unterschiede (CD11c +, 106 + , STRO-1 + ) vergleichbar war. Die jeweiligen
Differenzierungskulturen zeigten für VKBA, VKBD und MSZ eine vergleichbare Differenzierbarkeit in
die chondrogene (Alzianblau, Typ II und IX Kollagen, Aggrecan), osteogene (Alizarinrot, ALP,
Osteokalzin, Osteopontin, Kollagen I), und adipogene (Oli-Red-O, PPARg2, LPL) Richtung mit jeweils
positiven Markern in der Histologie, Immunhistochemie und RT-PCR im Vergleich zu den Kontrollen.
Immunhistochemische Analysen am Gewebe lokalisierten die Zellen mit positiven Stammzellmarkern
sowohl auf die Faszikel, als auch auf die Perizyten der kleinen Gefäßvakuolen des VKB.
Schlussfolgerungen: Kreuzbandzellen (VKBA, VKBD) zeigen wie KM-MSZ ein ähnliches
Expressionsprofil an Oberflächenmarkern und ein äquivalentes multipotentes
Differenzierungspotential in die chondrogene, osteogene und adipogene Richtung. Es bleibt
zukünftigen Studien vorbehalten ob die identifizierten mesenchymalen Vorläuferzellen im VKB für
biologische Therapieansätze nach Ruptur dieses Ligamentes genutzt werden können.