Intra-artikulär injizierte synoviale Stammzellen differenzieren sich direkt in Meniskuszellen und fördern die Meniskusregeneration ohne Mobilisierung zu fernen Organen bei Ratten mit massivem Meniskusschaden

Osteoarthritis in den Knien, die durch einen Meniskusschaden verursacht werden kann, stellt ein zunehmend häufiges medizinisches Problem dar. Die Reparatur bei massivem Meniskusschaden bleibt eine Herausforderung aufgrund des Mangels an Zellkinetik für die Vorläuferzellen der Menisken im Kniegelenk. Das Synovium spielt eine entscheidende Rolle während des natürlichen Heilungsprozesses des Meniskus und enthält mesenchymale Stammzellen (MSCs) mit hohem chondrogenen Potenzial. Hier untersuchten wir, ob intra-artikulär injizierte Synovium-MSCs die Meniskusregeneration bei Ratten mit massivem Meniskusschaden verbesserten. Um die injizierten Zellen nachzuverfolgen, entwickelten wir transgene Ratten, die duales Luciferase (Luc) und LacZ exprimieren. Die aus dem Synovium der Ratten stammenden Zellen zeigten eine koloniebildende Fähigkeit und Multipotentialität, beides Eigenschaften von MSCs. Die hierarchische Clusteranalyse ergab, dass die Genexpression der Meniskuszellen näher an der der Synovium-MSCs als an der der Knochenmark-MSCs war. Zwei bis 8 Wochen nachdem fünf Millionen Luc/LacZ+ Synovium-MSCs in das massiv meniskektomierte Knie eines Wildtyp-Ratten injiziert wurden, regenerierten die Menisken makroskopisch viel besser als in der Kontrollgruppe. Nach 12 Wochen waren die regenerierten Menisken LacZ-positiv, produzierten Typ-2-Kollagen und zeigten meniskale Merkmale mittels Transmissionselektronenmikroskopie. In der In-vivo-Lumineszenzanalyse nahm die Photonenzahl im meniskusresezierten Knie über einen Zeitraum von 3 Tagen zu und fiel dann in allen anderen Organen ohne Nachweis ab. Das von den MSCs stammende LacZ-Gen konnte in anderen Organen außer im Synovium durch Echtzeit-PCR nicht nachgewiesen werden. Synovium-MSCs, die in das massiv meniskektomierte Knie injiziert wurden, hafteten an der Läsion, differenzierten sich direkt in Meniskuszellen und förderten die Meniskusregeneration ohne Mobilisierung zu fernen Organen.