In-vitro-Manipulation von primären humanen Osteoprogenitorzellen für die gewebetechnologische Herstellung von Knochen

Zusammenfassung

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Wirkung von Zytokinen auf die Proliferation und Differenzierung humaner mesenchymaler Stammzellen (MSZ) des Beckenkamms in vitro sowie der Effekt der Transfektion mit dem BMP-2-Gen in vivo. Die in Differenzierungsmedium kultivierten MSZ zeigten nach Isolierung durch Auswachsen aus Spongiosaproben in vitro neben osteogenen Markergenen wie Kollagen I auch die Expression chondrogener Transkripte, Kollagen II und Kollagen X, während bei der Anwendung anderer Isolierungsverfahren keine chondrogenen Marker exprimiert wurden. Die Differenzierung konnte durch die Zugabe von BMP-2 in vitro gesteigert werden. Die Transfektion der MSZ mit dem BMP-2-Gen hatte nach i.m.-Reimplantation in vivo einen verstärkenden Effekt auf die Bildung mineralisierten Gewebes.

Abstract

The aim of the present study was to evaluate the effect of three different techniques for isolation of human bone-marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) on the in vitro differentiation of these cells. Furthermore, the use of BMP-2 was assessed and the effect of gene transfer of the BMP-2 gene into these cells was evaluated. Reverse transcription polymerase chain reaction showed that isolation of MSCs by outgrowth from cancellous chips resulted in expression of both osteogenic and chondrogenic markers, while cells cultivated from marrow aspirates exhibited only osteogenic markers. Intramuscular reimplantation of BMP-2-transfected cells in poly-(L/DL 70/30) lactic acid fleeces resulted in formation of mineralized tissue after 8 weeks in athymic rats, while control-transfected cells exhibited matrix synthesis without mineralized tissue after intramuscular reimplantation.