PERSPEKTIVEN FÜR DIE KLINISCHE ANWENDUNG MESENCHYMALER KNOCHENSTAMMZELLEN

Dr. Rainer Kluger

 

Die Implantation von angereicherten autologen humanen mesenchymalen Stammzellen (MSCs) mit oder ohne Trägermatrix könnte in Zukunft eine Alternative zur klassischen autologen Spongiosaplastik mit Beckenkammaterial darstellen.

Eine Voraussetzung der Isolation von MSCs und der ex vivo Vermehrung ist die Kenntnis der Zelleigenschaften der mesenchymalen Reihe. Die Entwicklungslinie geht wahrscheinlich von CD 34+ Zellen aus und verläuft über pluripotenten Stammzellen zu reifen Osteoblasten.

Entwicklungslinie
Zelloberflächenmarker bzw.
charakteristische Proteinexpression
Faktoren die den Phenotyp
der Vorläuferzellen ausprägen
Pluripotente Stammzelle -1+ , Stro-1+ BMPs TGFbs
multipotente mesenchymale Stammzelle SM-10 (Bruder et al., 1998) LIF- FGFs PDGF
Osteoprogenitorzelle SB2,3,4 (Haynesworth et al., 1992) PTH/PTHrp 1,25(OH)2D3 Glucocorticoid Prostaglandin E2 Cytokine IGF-I
Präosteoblast E11 (Wetterwald et al., 1996) RCC455 (Galectin 3, (Aubin et al., 1996)) alk. Phos., Kollagen I und III, Osteopontin
Osteoblast E11, SB2, alk. Phos., Kollagen I und V, BSP, Osteopontin, Osteocalcin * Primer on the Metabolic Bone Deseases and Disorders of Mineral Metabolism; Lippincott Williams and Wilkins 1999)

Die Isolation, Vermehrung und Differenzierung von MSCs

erfordert eine spezielle Technik der Zellkultur:

Mononukleäre Zellen werden aus Knochenmark aspiriert oder aus spongiösem Knochen mittels Kollagenasen abgelöst.

Die Vermehrung erfolgt in Differenzierungsmedien (L-Ascorbinsäure, b-Glycerophosphat und Glucocorticoiden) und determiniert MSCs in Richtung reifer Osteoblasten.

Antikörper dienen zur Erkennung charakteristischer Oberflächeneigenschaften der mesenchymalen Zellreihe (s.Tabelle) und erlauben die Identifikation des Phenotyps der kultivierten Zellen.

Tierversuche zur Heilung kritischer Knochendefekte mittels MCSs auf Hydroxyapatit/TCF Matrix sind publiziert worden.

 

Dr. Rainer Kluger
Orthopädische Abteilung des SMZOst, Langobardenstraße 122, A-1220 Wien
Tel : (01) 288 020