Einfluss von nicht-steroidalen Antiphlogistika auf die Vitalität, Proliferation und Differenzierungsfähigkeit von equinen mesenchymalen Stammzellen
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Zusammenfassung
Osteoarthritiden und Sehnenverletzungen sind häufige Gründe für eine erhöhteMorbidität und verminderte Leistungsfähigkeit bei Pferden und Kleintieren.Aufgrund der langen Regenerationszeit, die das Gewebe für die Eigenregenerationbenötigt, ist eine Auswahl an Therapiemöglichkeiten mit kürzerer Regenerationszeit und somit mit schnellerer Belastbarkeit der Strukturen unabdingbar.Zu den mittlerweile gebräuchlichen Therapieansätzen, die sich von der konservativen Therapie bis hin zum Einsatz von Ersatzmaterialien beläuft, ist es eine interessante und vorteilhafte Alternative körpereigene Zellen aufzuarbeiten und diese in Form eines Transplantates in den Defekt einzubringen. Zu den möglichen, körpereigenen Zellen, gehören auch pluripotente MSC aus dem Knochenmark.Die Gewinnung der eMSC ist, unter Praxisbedingungen, sowohl beim liegenden alsauch beim stehenden Pferd durchführbar.In einigen Praxen ist die Verwendung von autologen eMSC zur Therapie einesSehnendefektes bereits standardmäßig im Angebotskatalog enthalten.Im Rahmen dieser Therapie ist es üblich, die Pferde mit NSAID vorzubehandeln. Umherauszufinden, welche Folgen die Substanzen für die eMSC haben, wurden diesemit verschiedenen NSAID s kultiviert und die Effekte analysiert.Nach Isolation der eMSC aus dem Knochenmark wurden die Zellen in einer Zellkultur aufgereinigt und expandiert. Mit Erreichen einer ausreichend großen Zellzahl wurden die Inkubationsversuche mit den NSAID durchgeführt. Die Zellen sollen nach ihrer Reimplantation noch begrenzt proliferieren und sich differenzieren können. Deshalb wurde, in Form einer Langzeitkinetik, untersucht, welchen Einfluss längerfristige NSAID- Zugaben auf die Vitalität und Proliferation der eMSC haben. Innerhalb von sechs Passagen konnten, bis auf eine Ausnahme, keine Unterschiede zwischen behandelten und unbehandelten Zellen festgestellt werden. Ausschließlich eine Flunixinbehandlung verursachte einen Proliferationsrückgang und eine Reduktion der Zellzahlen. In Zurzeitkultivierungen von 24 Stunden wurde die Vitalität undProliferation mit Hilfe von photometrischen Assays für die Zellvitalität (WST-1) und die Proliferation (BrdU) untersucht. Bei NSAID- Zugaben in therapeutisch relevanten Konzentrationen zeigten sich Steigerungen bis zu 50 % im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen. Es konnten allerdings keine wesentlichen Unterschiede zwischen den einzelnen Wirkstoffen festgestellt werden. Durch die Beurteilung des Migrationsverhaltens wurden die Wirkstoffkonzentrationen ermittelt, die die Zellmigration deutlich hemmen. Es konnten, in den höheren Konzentrationen, eindeutig schädliche Einflüsse registriert werden. Elektronenmikroskopisch wurde beispielhaft die Morphologie von eMSC untersucht, die in Gegenwart von Phenylbutazon in unterschiedlichen Konzentrationen kultiviert wurden. Es konnten auch ultrastrukturell keine morphologischen Schäden aufgezeigt werden.Bei der Beurteilung des Differenzierungspotentials unter NSAID- Einfluss war dieFettdifferenzierung nicht auswertbar, weil die undifferenzierten Zellen die gleiche Menge an Fettvakuolen aufwiesen wie die differenzierten Zellen. Die chondrogene und die osteogene Differenzierung zeigten unterschiedliche Ergebnisse unter NSAID- Zugaben. Die chondrogene Differenzierung unter NSAID- Einfluss unterschied sich nicht von der unbehandelten Positivkontrolle mit chondrogenem Induktionsmedium. In der osteogenen Differenzierung zeigten sich deutliche Alterationen zwischen den unbehandelten Positivkontrollen und den behandelten NSAID- Zellen, wobei es noch Unterschiede zwischen den einzelnenWirkstoffgruppen gab. Die Zellen, die mit Cox- 2- selektiven Wirkstoffen behandelt wurden, zeigten das schlechteste Differenzierungsergebnis. Die klassischen, unselektiven Wirkstoffe zeigten etwas mehr differenzierte Bereiche und die besten Ergebnisse konnten in den unbehandelten Kontrollzellen erzielt werden. In der RTPCR wurde die Primer Runx2, für die osteogene Differenzierung, und die Primer Aggrecan, sowie Collagen II, für die chondrogene Differenzierung, detektiert. In einem weiteren Schritt wurden die behandelten und unbehandelten Pellets der chondrogenen Differenzierung elektronenmikroskopisch untersucht. Die Substanzen unterschieden sich im Zellerhalt und der Bildung von kollagenen Fasern nicht von derunbehandelten Positivkontrolle mit dem chondrogenen Induktionsmedium, bis auf die Indomethacin- behandelte Probe. Die chondrogen differenzierten Zellen unterIndomethacinzugaben, zeigten ultrastrukturell nur noch Zellmembran- undZellorganellreste, sowie fehlende kollagene Fasern.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler