Untersuchungen zum immunprivilegierten Status von artikulären Chondrozyten in Knorpeldefekten im Großtiermodell
Niemietz T, Zaß G, Hagmann S, Gotterbarm T, Großner T, Richter W
Fragestellung: Die autologe Chondrozytentransplantation zählt heute zu den Standardtherapien für die Behandlung von Gelenkknorpeldefekten. Da autologe Chondrozyten jedoch nur begrenzt zur Verfügung stehen, wird auch die Verwendung von Knorpelzellen aus allogenen oder xenogenen Quellen diskutiert. In Nordamerika werden allogene Knorpeltransplantationen häufig klinisch eingesetzt, weil in experimentellen Studien meist keine Immunreaktionen gegen implantiertes, körperfremdes Knorpelgewebe sowie allogene Chondrozyten beobachtet wurden. Um zu prüfen, ob humanen Chondrozyten immunprivilegierte Eigenschaften zugesprochen werden können, sollte die vorliegende Studie an einem Großtiermodell überprüfen, ob humane Chondrozyten in Knorpeldefekten des Minischweins persistieren und zum Regenerationswebe beitragen können.
Methodik: Vollschichtige Knorpeldefekte der medialen Femurkondylen von Göttinger Minischweinen wurden durch die Matrix-gekoppelte Implantation von expandierten, humanen, artikulären Chondrozyten oder durch die Implantation von zellfreier Matrix behandelt. Als Trägermaterialen wurden zwei klinisch bereits eingesetzte Hydrogele verwendet. Zwei und vier Wochen nach Behandlung wurden die Defekte auf Anzeichen für Entzündungen, Wirtszelleinwanderung und die Persistenz der implantierten Zellen mittels spezies-spezifischer in situ Hybridisierung untersucht sowie die frühe Defektregeneration dem mit modifiziertem O’Driscoll Score bewertet. Parallel zum Großtiermodell wurden zusätzliche Konstrukte ektop in immunsupprimierte Mäuse implantiert.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die ektope Implantation belegte die Fähigkeit der verwendeten Chondrozyten in den Hydrogelen in vivo zu Knorpelgewebe zu redifferenzieren. Die Trägermaterialien bewiesen im Großtiermodell eine gute Biokompatibilität ohne signifikante Unterschiede hinsichtlich Wirtszelleinwanderung und zeigten vergleichbare histologische Scores für die frühe Defektregeneration. Bereits zwei Wochen nach der Implantation wurden nur noch wenige humane Chondrozyten nachgewiesen. Die verbliebenen Zellen befanden sich in geschützten Regionen mit geringem Remodelling der subchondralen Platte. Spezifische Färbungen zeigten, dass vor allem Makrophagen mit den humanen Zellen kolokalisiert waren.
Vermutungen zum immunprivilegierten Status von humanen Chondrozyten stützen sich bisher vor allem auf in vitro Versuche. Wir konnten zeigen, dass xenogen implantierte, humane Chondrozyten trotz ihrer Fähigkeit zur erfolgreichen in vivo Redifferenzierung, im orthotopen Großtiermodell nicht persistieren. Die Kolokalisation von Makrophagen und implantierten Chondrozyten legt eine Makrophagen-vermittelte Zellabstoßung nahe. Der erwartete immunprivilegierte Status von humanen, artikulären Knorpelzellen konnte somit im vorliegenden xenogenen Modell nicht belegt werden.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR15-1033
doi: 10.3205/14dkou498, urn:nbn:de:0183-14dkou4981
Published: October 13, 2014
© 2014 Niemietz et al.
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