Chondrogene Differenzierung von modifizierten mesenchymalen Stammzellen in „Pellet Culture“ mithilfe von adenoviralen Vektorsystemen

Fragestellung: Die Absicht dieser Studie war es, das „Pellet Culture System“ von mesenchymalen Stammzellen (MSCs) als In-vitro-Modell für gentherapeutische Ansätze in der Knorpelreparation zu adaptieren.

Methodik: MSCs aus Knochenmarkaspirat von Hasen wurden kultiviert und mit adenoviralen Vektoren verschiedener Konzentration infiziert (0,10, 20, 100, 200, 800 MOI (Multiplicities of Infection)), die TGF-beta, BMP2, IGF1 und grün fluoreszierendes Protein (GFP) kodierten. Die Zellen wurden in einer Dichte von 4×105 Zellen/ml in Polypropylen Röhrchen durch Zentrifugation pelletiert und kultiviert. Das Medium wurde mit Ascorbat-2-Phosphat (37.5 microg/ml) und Dexamethason (10–7 M) angereichert. Als positive Kontrolle dienten Kulturen mit rekombinantem TGF-beta (10 ng/ml). Die Transgenexpression wurde mit ELISA gemessen. Nach 3 Wochen wurden die „Pellets“ histologisch aufgearbeitet.

Ergebnisse: Die Transgenexpression war MOI-abhängig und fiel mit der Zeit ab. Abhängig von der Konzentration zeigten die Gruppen mit TGF-beta und BMP2 exprimierenden MSCs und die Gruppe mit exogen beigemengtem TGF-beta in der Histologie eine extensive Proteoglykanfärbung der Matrix. Immunhistochemisch färbten sich diese Pellets hoch positiv für Kollagen Typ II, während Kollagen Typ I fehlte.

Schlussfolgerung: Mithilfe von adenoviralen Vektoren kann der Transfer von Wachstumsfaktoren in Abhängigkeit von der Transgenexpression Chondrogenese in Pellets primärer MSCs induzieren. Das „Pellet Culture System“ stellt ein gutes Modell zur Erforschung gentherapeutischer Ansätze zur Knorpelreparation dar.