Untersuchungen zur Koloniebildungsfähigkeit chondrozytärer Vorläuferzellen

Ziel herkömmlicher Behandlungsmethoden chronischer oder traumatischer Knorpeldefekte ist die Wiederherstellung der Gelenkfunktion. Die Transplantation autologer Chondrozyten verspricht hier eine dauerhafte Korrektur des 
Ziel herkömmlicher Behandlungsmethoden chronischer oder traumatischer Knorpeldefekte ist die Wiederherstellung der Gelenkfunktion. Die Transplantation autologer Chondrozyten verspricht hier eine dauerhafte Korrektur des Knorpeldefekts. Ein Problem der autologen Chondrozytentransplantation (ACT) ist jedoch die Tatsache, dass die im Rahmen der ACT notwendige Invitro-Expansion der Chondrozyten oft mit einem Funktionsverlust im Sinne einer Dedifferenzierung in Fibroblasten bzw. einem Überwachsen durch Fibroblasten einhergeht. Im Rahmen dieser Dissertation sollte daher untersucht werden, inwieweit die Expansion von Chondrozyten auf eine Proliferation einzelner Vorläuferzellen zurückzuführen ist und ob sich die Frequenz von Vorläuferzellen in Chondrozytenbiopsaten quantifizieren lassen. Es zeigte sich, dass das Wachstum von Chondrozyten auf die Proliferation von Vorläuferzellen zurückzuführen ist, die unter den verwendeten Kulturbedingungen zur Ausbildung von Chondrozytenkolonien führen. Die Frequenz der koloniebildenden Einheiten (CFU-Ch) lag – in Abhängigkeit von den gewählten Kulturbedingungen – bei durchschnittlich 3,4–7,6 Kolonien pro 1000 Chondrozyten, wobei eine Beschichtung der Kulturplatten mit Kollagen und eine Substitution des Zellkulturmediums mit FGF zu einer hohen Korrelation zwischen der eingesetzten Zellzahl und der gemessenen Anzahl koloniebildender Einheiten (R2 = 0,9643) führte, die im Durchschnitt bei 7,6 CFU-Ch pro 1000 ausplattierter Chondrozyten lag. Bei Verwendung von Zellkulturmedien ohne Zytokinzusatz (DMEM) bzw. mit FGF- (CBM) oder TFG-β-Supplementation (CDM) zeigten sich deutlich unterschiedliche Ausprägungen der Chondrozytenkolonien in Bezug auf die Morphologie. So führte FGF-haltiges Medium zu einem ausgeprägten Wachstum fibroblastenähnlicher Zellen, während sich die Chondrozytenstruktur und Färbung mit Alcianblau am ehesten durch DMEM und TGF-β1-haltiges CDM erhalten ließ. Das hier etablierte Testverfahren erlaubt eine zuverlässige Quantifizierung von koloniebildenden Einheiten und könnte geeignet sein, Vorläuferzellen weiter zu charakterisieren, die zur Regeneration von funktionellem Gelenkknorpel beitragen.
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Current treatment options of chronic and traumatic cartilage defects aim to reestablish joint function. Here the autologous chondrocyte transplantation (ACT) promises long term correction of the cartilage defects. Howeve
Current treatment options of chronic and traumatic cartilage defects aim to reestablish joint function. Here the autologous chondrocyte transplantation (ACT) promises long term correction of the cartilage defects. However, one problem with ACT is the loss of chondrocyte functionality throughout in vitro expansion due to dedifferentiation of chondrocytes and outgrowth of fibroblasts. Within this thesis I therefore asked, whether the expansion of joint chondrocytes in vitro is mediated by the proliferation of individual progenitor cells and if these progenitors can be quantified in chondrocyte biopsies. I could show, that the in vitro proliferation of chondrocytes is mediated by progenitor cells capable of chondrocyte colony formation (CFU-Ch). The frequency of these CFU-Ch was – in dependence of the respective culture conditions – between 3,4 and 7,6 colony forming units per 1000 chondrocytes. Collagen-coating of the culture flasks and the substitution of the culture medium with FGF resulted in a high correlation of cells plated in the assay and the number of colony forming units (R2 = 0,9643) with an average of 7,6 CFU-Ch per 1000 plated chondrocytes. The use of DMEM medium without cytokines, or medium supplemented with FGF- (CBM) or TGF-β1 (CDM) resulted in marked differences in the morphology of the chondrocyte colonies. Media containing FGF led to a marked proliferation of fibroblast-like cells, whereas the chondrocyte structure and staining with Alcianblue was best preserved by cultivation in DMEM and the TGF-β1 containg medium CDM. The assay established within this thesis allows the quantification of chondrocyte progenitor cells and may be suitable to further characterise chondrocyte progenitors that contribute to the functional regeneration of functional cartilage.
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Metadaten
Author:Sabrina Weth
URN:urn:nbn:de:hebis:30-67767
Referee:Erhard Seifried
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2009/08/17
Year of first Publication:2008
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2009/05/18
Release Date:2009/08/17
Note:
Diese Dissertation steht außerhalb der Universitätsbibliothek leider (aus urheberrechtlichen Gründen) nicht im Volltext zur Verfügung, die CD-ROM kann (auch über Fernleihe) bei der UB Frankfurt am Main ausgeliehen werden.
HeBIS PPN:417058004
Institutes:Medizin
Dewey Decimal Classification:610 Medizin und Gesundheit
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoArchivex. zur Lesesaalplatznutzung § 52b UrhG

$Rev: 11761 $