Analyse des knochenspezifischen Verhaltens porciner multipotenter Stammzellen in vitro

Lankhorst, Berit Renate

Fuer die Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, wie auch fuer andere Bereiche der Medizin, ist die Nutzung von Stammzellen im Rahmen regenerativer Technologien von zunehmendem wissenschaftlichen Interesse. Fuer praeklinische Studien ist besonders das Minischwein als Tiermodell fuer craniofaciale osteologische Fragestellungen geeignet. Leider existieren bislang kaum Untersuchungen zum osteogenen Potential porciner mesenchymaler Stammzellen. Ziel der vorliegenden Untersuchung war daher, das knochenspezifische Verhalten porciner multipotenter Stammzellen in vitro zu analysieren. Es wurden 27 Zelllinien von aus Beckenkammspongiosa adulter Minischweine gewonnenen multipotenten Stammzellen der ersten drei Passagen kultiviert und fuer 14 Tage osteogen induziert. Die Expression der knochentypischen Proteine Kollagen I, Kollagen III und Osteocalcin wurde in den Zellkulturueberstaenden nach sieben- bzw. 14-taegiger Induktion mittels Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay bei 450 nm quantifiziert. Erstmals erfolgte darueber hinaus der immunzytochemische Nachweis von Osteocalcin in mittels Zytospin-Verfahren isolierten osteogen induzierten Zellen, die im Abstand von sieben Tagen verblindet ausgezaehlt wurden. Nicht induzierte Zellansaetze dienten jeweils als Kontrollen. Die kultivierten, spindelfoermigen fibroblastenaehnlichen Zellen bildeten waehrend der osteogenen Induktion knoetchenfoermige Inseln quaderfoermiger Zellen mit zentralen Calciumaggregaten aus. Im Gegensatz zu den Kontrollen nahm die Konfluenz am Ende der zweiwoechigen Induktion auf 40% bis 10% ab. Bei guter Reliabilitaet der Auszaehlung waren unabhaengig von der Kultivierungsdauer 65% - 90% der Zellen der drei Passagen osteocalcinpositiv, und es bestand kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen induzierten und nicht induzierten Zellen. Die osteogene Induktion fuehrte zu einem Anstieg der Kollagen-I-Konzentrationen in den Zellkulturueberstaenden (P1: p<0,05) und zu einem Abfall der Kollagen-III-Konzentrationen (P3: p<0,05). Darueber hinaus nahmen sowohl Kollagen-I- als auch Kollagen- II-Konzentrationen mit zunehmender Kulturdauer ab. Unerwartet war die geringere Osteocalcin-Konzentration in den Ueberstaenden der induzierten Zellen. Diese koennte auf die Bindung von Osteocalcin an die extrazellulaere Matrix der induzierten Ansaetze zurueckzufuehren sein. Es konnte somit gezeigt werden, dass die verwendeten porcinen Zellen osteogen induzierbar waren und sich deren Morphologie waehrend der Induktion aenderte. Zudem beeinflussten Kulturdauer und Induktionsdauer den osteogenen Phaenotyp. Porcine esenchymale multipotente Stammzellen scheinen somit fuer weitere Studien zur Bearbeitung von Fragestellungen zum Tissue Engineering von Knochen wie auch der Osteogenese bestens geeignet.

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Lankhorst, Berit Renate: Analyse des knochenspezifischen Verhaltens porciner multipotenter Stammzellen in vitro.

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