Chondrogene Potenzial von Vorläuferzellen, die aus menschlichem Knochenmark und Fettgewebe gewonnen wurden: Eine patientenabgestimmte Vergleichsstudie

ZWECK: Die mit Stammzellen basierte Gewebeengineering stellt eine mögliche Alternative zur Reparatur von Knorpeldefekten dar. Sowohl Knochenmark als auch Fettgewebe enthalten pluripotente Zellen, die zur Chondrogenese fähig sind. Diese Studie war ein qualitative und quantitative Vergleich des chondrogenen Potenzials von aus Knochenmarkaspiraten und Fettgewebe isolierten Vorläuferzellen. METHODEN: Knochenmarkaspirate (BM) und entsprechendes Fettgewebe (AD), das den hinteren oberen Beckenkamm überdeckt, wurden von Patienten entnommen, die sich einer elektiven Wirbelsäulenchirurgie unterzogen. Die Chondrogenese wurde unter Verwendung einer etablierten Aggregate-Kulturtechnik induziert. Die qualitative Analyse wurde durch Histologie und Immunhistochemie durchgeführt. Quantitative DNA- und Glykosaminoglykane (GAG)-Assays wurden durchgeführt. Eine quantitative RT-PCR-Analyse wurde durchgeführt, um den Ausdruck von Typ II Kollagen zwischen BM- und AD-Aggregaten zu vergleichen. Osteogene und adipogene Assays wurden ebenfalls durchgeführt, um die Pluripotenzialität von sowohl aus AD gewonnenen Vorläuferzellen (ADPC) als auch von aus BM gewonnenen Vorläuferzellen (BMPC) zu bestätigen. ERGEBNISSE: Die Metachromasie von Toluidinblau und die immunhistochemische Färbung von Typ II Kollagen waren in den von BMPC gebildeten Aggregaten ausgeprägter. Die quantitative RT-PCR zeigte eine 500-5000-fach höhere Expression von Typ II Kollagen in den BMPC-Aggregaten. Der DNA-Gehalt war in den AD-Aggregaten um 68% höher (p<0,02), aber die Proteoglykanablagerung pro Zelle war für die BM-abgeleiteten Zellaggregate um 120% größer, gemessen an GAG-Tests (p<0,05). SCHLUSSFOLGERUNGEN: Das durch die Aggregatekultur der expandierten ADPC-Population gebildete Gewebe war weniger knorpelig. Es ist unklar, ob dies daran liegt, dass es weniger Chondroprogenitorzellen gibt oder ob die Monolayer-Expansionskultur Zellen mit höheren Proliferationsraten begünstigt, jedoch ohne Differenzierungspotenzial. Unter den in dieser Studie beschriebenen Bedingungen könnten BMPCs eine bessere Wahl für auf Vorläuferzellen basierende Strategien zur Knorpelreparatur darstellen.