Maximilian Handke

• Mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark (KM-MSC) stellen die Grundlage zahlreicher regenerativer und immunmodulatorischer Therapien dar. Das während einer periazetabulären Osteotomie (PAO) routinemäßig verworfene Knochenmark wurde bisher nicht als potenzielle Quelle für KM-MSC von zumeist jungen, gesunden Patienten erkannt. Ziel der dieser Arbeit zugrunde liegenden Publikation war es, dieses Potenzial zu evaluieren und isolierte KM-MSC mit jenen isoliert aus dem bei der Implantation einer Hüft-Total-Endoprothese (H-TEP) anfallendem Knochenmark grundlegend hinsichtlich zellulärer Eigenschaften und Funktionalität zu vergleichen. Während der PAO (n = 31) und der Implantation einer H-TEP (n = 11) verworfenes Knochenmark wurde für die Isolation von KM-MSC mittels Dichtegradientenzentrifugation verwendet. In der grundlegenden Charakterisierung der KM-MSC von PAO- und H-TEP-Patienten wurden die Zellviabilität, Zellproliferation, Zellseneszenz, Anzahl an koloniebildenden Einheiten, Expression von Oberflächenmarkern sowie das Differenzierungspotenzial und die Sekretion wichtiger Proteine bestimmt und verglichen. PAO-Patienten waren signifikant jünger als H-TEP-Patienten. Das bei PAO gewonnene Gewebe enthielt signifikant weniger Knochenmark. Für die erfolgreiche Isolation von KM-MSC war eine Mindestmenge von 0.24 g Knochenmark erforderlich. Die isolierten Zellen wiesen ein für MSC charakteristisches Expressionsmuster der Oberflächenantigene auf. KM-MSC von PAO-Patienten zeigten eine signifikant höhere Proliferation. Im Hinblick auf das osteogene, adipogene und chondrogene Differenzierungspotenzial wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Nach osteogenem Stimulus sekretierten KM-MSC von PAO-Patienten signifikant mehr TGF-ß1, TIMP-2 und VEGF. Knochenmark von PAO-Patienten konnte erfolgreich als neuartige Zellquelle für KM-MSC von jungen Spendern etabliert werden. Als limitierend zeigte sich die je Probe enthaltene Menge an Knochenmark verbunden mit einer daraus resultierenden geringeren initialen Zellausbeute. Die im Vergleich zu KM-MSC von H-TEP-Patienten erhöhte Proliferation und Sekretion von pro-chondrogenen und pro-angiogenen Faktoren der KM-MSC von PAO-Patienten deutet allerdings auf ein hohes Potenzial hinsichtlich zukünftiger Therapieansätze hin. Da die durchgeführten grundlegenden Analysen nur einen ersten Schritt im Translationsprozess zur therapeutischen Nutzbarkeit darstellen, sind weitere Untersuchungen im Sinne von multizellulären in-vitro-Modellen und in-vivo-Test erforderlich, um die klinische Anwendbarkeit der Zellen evaluieren zu können.