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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-50310
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2011/5031/


PDGF-BB fördert die Redifferenzierung in vitro expandierter humaner Gelenkchondrozyten

Keilhack, Nikolas

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SWD-Schlagwörter: Gelenkknorpel , Tissue Engineering , Zelldifferenzierung , Platelet-derived Growth Factor
Freie Schlagwörter (Deutsch): Chondrozyt , Redifferenzierung
Basisklassifikation: 44.99
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Adamietz, Peter (PD Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 07.12.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 04.03.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Gelenkknorpel zeigt bei Verletzung und Degeneration kaum intrinsisches Potenzial zur restitutio ad integrum. Moderne Therapieverfahren versuchen dieses Defizit durch Transplantation von autologen Chondrozyten bzw. in vitro generierten Knorpelim- plantaten zu kompensieren. Beide Therapieansätze leiden unter dem Mangel eines Verfahrens zur in vitro Vermehrung isolierter humaner Chondrozyten unter Erhalt des differenzierten Phänotypus, eine essentielle Voraussetzung für die intra- und extrakorporale Bildung von hyalinem Knorpelgewebe. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Versuch unternommen, den während der in vitro -Proliferation eintretenden Verlust der Eigenschaften des differenzierten Chondrozyten (Dedifferenzierung) durch Kultivierung der Zellen in Gegenwart einer geeigneten Zytokin-Kombination wieder rückgängig zu machen (Redifferenzierung). Um die Redifferenzierung gezielt durch Behandlung mit geeigneten Zytokinen unterstützen zu können, ohne gleichzeitig andere zelluläre Leistungen der Zelle, wie Zellteilung und Synthese extrazellulärer Matrixkomponenten, zu beeinflussen, wurde in einem sogenannten 3-Phasen-Modell gearbeitet. Es ermöglicht unter anderem die Vermeidung einer vorzeitigen Initiierung der Matrixbildung vor Abschluss der Redifferenzierung. Praktisch wird dies erreicht durch temporäre Einbettung der Zellen in ein Alginatgel, was die Stimulierung der von Zell-Zell-Kontakten abhängigen Matrixsynthese verhindert. Es konnte gezeigt werden, dass es mit Hilfe einer Zytokinkombination, bestehend aus IGF-I, TGF-ß1 und PDGF-BB, gelingt, die im Gel eingebetteten Zellen im Laufe von 21 Tagen soweit zu redifferenzieren, dass sie in der anschließenden Synthese- Phase in der Lage sind, deutlich mehr Knorpelmarker zu produzieren als Zellen, die nicht diesem Differenzierungsprotokoll unterworfen waren. Während mit der semiquantitativen Immunoblot-Technik ein signifikanter Anstieg von Kollagen Typ II verzeichnet werden konnte, nahm die Syntheserate von Glykosaminoglykanen um den Faktor sieben zu. Neu ist in diesem Zusammenhang der erfolgreiche Einsatz von PDGF-BB in Kombination mit den bisher hauptsächlich eingesetzten Zytokinen IGF-I und TGF-ß1, die ohne PDGF-BB bei humanen Chondrozyten nur marginale Effekte zeigen. Weiterhin wurde erstmals gezeigt, dass der positive Effekt des PDGF-BB auf die Redifferenzierung nur bei gleichzeitiger Absenkung des Sauerstoffpartialdrucks auf 5% auftritt. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, das am Tiermodell entwickelte 3-Phasenmodell in Zukunft auch für die Herstellung von Knorpelimplantaten aus humanen Chondrozyten junger Donoren zu nutzen.

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