Podcasts about chondrozyten

Thu, 19 Dec 2013 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/16499/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/16499/1/Hoechsmann_Nadine.pdf Höchsmann, Nadine

Die Magnetresonanztomografie (MRT) ist ein wichtiges diagnostisches Mittel um kartilaginäre Läsionen frühzeitig erkennen und effektiv behandeln zu können. MRT Untersuchungen erlauben die Diagnose von kartilaginären Schäden ohne den Einsatz von radioaktiver Strahlung, wie sie im Röntgen oder CT Verwendung findet. Obwohl MRT Untersuchungen als generell sicher gelten, gibt es bisher keine eindeutigen Untersuchungen über die Auswirkung von hochfrequenten, starken Magnetfeldern auf humane Zellen. Die Wirkung von Magnetfeldern, wie sie in der MRT Diagnostik verwendet werden, auf Chondrozyten und den unter anderem von Chondrozyten gebildeten Knorpel ist bis jetzt nur unzureichend untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Auswirkungen eines 3 Tesla Magnetfeldes auf die Proliferationsrate und Genexpression humaner Chondrozyten zu evaluieren. Dafür wurden humane Chondrozyten einer 3 T MRT Sequenz ausgesetzt, wie sie zur Untersuchung am Knie verwendet wird. Die Proliferationsrate 1, 5 und 10 Tage nach Exposition wurde mit Hilfe eines WST-1 Proliferations Assay bestimmt und mit jener einer Kontrollgruppe verglichen. Gleichzeitig wurde die RNA Expression von Proteinen bestimmt, die entweder Chondrozyten- oder Apoptosespezifisch sind. Beim Betrachten der Ergebnisse zeigte sich, dass Chondrozyten, die einem 3 T Magnetfeld ausgesetzt waren, 10 Tage nach Exposition eine im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant gesteigerte Proliferationsrate aufwiesen. Apoptose spezifische RNA wurde an den Tagen 1 und 5 nach Exposition im Vergleich zur Kontrollgruppe geringer exprimiert

Thu, 7 Oct 2010 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/12155/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/12155/1/Lotz_Amelie.pdf Lotz, Amelie Sophia

Thu, 22 Apr 2010 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/11452/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/11452/1/Havla_Joachim.pdf Havla, Joachim

Thu, 25 Feb 2010 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/11264/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/11264/1/Niethammer_Thomas.pdf Niethammer, Thomas ddc:610, ddc:600, Medizinische F

Gegenstand der Arbeit, war anhand der aktuellsten Veröffentlichungen und neuesten medizinischen Fachbüchern einen detaillierten Einblick in das Innenleben der Wachstumsfuge zu bekommen. Die einzelnen Wachstumszonen wurden dabei bezüglich ihrer anatomischen Strukturen und biochemischen Bestandteile untersucht und mit Bildern illustriert. Die Gliederung erfolgt regional nach Entwicklungsstand der Zusammensetzung und mikroskopischen Kriterien. Dabei verändern sich Zellen und Extrazellularsubstanz hinsichtlich ihrer Morphologie und histochemischer Aktivität, bis schließlich zur Metaphyse hin Knochen entsteht. An den Enden der Röhrenknochen wird die ursprünglich hyaline Knorpelsubstanz knöchern umgebaut, sodaß ein Knochenkern entsteht. Während im gelenknahen Bereich die Kontur durch die korrespondierenden Gelenkpartner bestimmt wird, plattet sich epiphysennah das Knorpelmaterial ab und bildet die typische Zonierung aus. Metaphysennah mineralisieren die longitudinalen Septen, die sich zwischen den säulenartig angeordneten Chondrozyten befinden. Neben der perichondralen Knorpelbildung wird als eigene Chondrogenese die Encoche-Apposition gesehen, die sich am Übergang vom Perichondrium zu Periost abspielt. Man geht davon aus, dass es dort durch Umbauvorgänge zum Dickenwachstum der Fuge und diaphysärer Anteile kommt. Die Spongiosa wird dort als Trichter in die Diaphyse integriert. Am Knochenende verknöchert der hyaline Knorpel teilweise und bleibt an den Gelenkflächen erhalten. Zur Metaphyse grenzend proliferieren die Zellen. Es bildet sich eine Knorpelscheibe aus, die durch einen zonalen Aufbau mit unterschiedlicher Zellmorphologie und biochemischer Aktivität charakterisiert ist. Neben den Proliferationszonen ist die Hypertrophe Zone als besonderer Bereich anzusehen, in dem der Großteil der Knochenverlängerung stattfindet. Die Knorpelzellen gewinnen an Volumen, sezernieren vermehrt Matrixvesikel und beginnen zur Metaphyse hin den Mineralisationsprozess anzutreiben. Der Umbau zu Knochengewebe erfolgt schließlich durch Abbau der mineralisierten Septen, sodaß Gefäße einsprießen können. Diese bringen immer mehr Zellen heran, die den Umbau vorantreiben. Es entstehen Knorpelhöhlen in denen Osteoid gebildet wird. Der entstandene Geflechtknochen wird schließlich zu Lamellenknochen umgebaut.

Die Arbeit beschreibt die Erprobung eines neuen, komplett resorbierbaren Bioimplantats zur Behandlung rein chondraler Gelenkdefekte im Rahmen der Arthroseforschung. Als Versuchstiere wurden ausgewachsene Merinoschafe am Kniegelenk operiert und die Präparate nach 3 Monaten entnommen und entsprechend untersucht. Prinzip des Verfahrens ist die Eröffnung des subchondralen Markraumes mit Einwanderung mesenchynmaler Stammzellen in den Knorpeldefekt und anschließende Umdifferenzierung in Chondrozyten. Vorteile sind die einzeitige Operation, sowie die komplette Resorbierbarkeit des Implantates. Das Ergebnis erbrachte im Vergleich zur Kontrollgruppe ohne Implantate eine beeindruckende Verbesserung der Defektdeckung.

Die minderwertige Qualität des Ersatzsknorpels führte zu den Versuchen Gelenkknorpel in vitro zu kultivieren. Ziel der Untersuchungen war es, den Einfluß mechanischer Faktoren wie den alternierenden mechanischen Druck auf Chondrozyten und humane Knochenmarkstammzellen im zeitlichen Verlauf in der Phase des Wachstums und der Organisation zu einem Implantat in einer Langzeitperfusionskultur zu evaluieren. Die Kulturen wurden über zwölf Wochen mit einem Druck von 0,5 MPa bei einer Frequenz von 0,5 Hz, 0,1 Hz, 0,01 Hz und ohne Druck belastet. Als Trägermedien verwendeten wir Spongiosazylinder und zwei resorbierbare Vliese (Etisorb-Vlies und Polylaktid-Vlies), die sich in der Abbauzeit unterschieden haben. Die Auswertung der Präparate erfolgte mit der Histologie, Immunhistochemie und Rasterelektronenmikroskopie. Die beste Ergebnisse bezüglich Kollagen II : Kollagen I - Verteilung und Zellmorphologie zeigte die schnellste Frequenz (0,5 Hz). Die bessere Zelldichte wurde mit den langsameren Frequenzen (0,1 und 0,01 Hz) erreicht. In der Kontrollgruppe (ohne Belastung) wurde zwar Kollagen I, II und III gebildet, aber eher in einer ungünstigen Verteilung. Im zeitlichen Verlauf konnte bereit nach 2 Wochen Kollagen II bei kaum Kollagen I nachgewiesen werden, nach 6 Wochen war war die Zelldichte der Präparate maximal, die Kollagen II : I – Verteilung zeigte das beste Ergebnis, im REM war nahezu glatte Oberfläche zu sehen. Nach 12 Wochen war der Nachweis der kollagenen Differenzierung jetzt deutlich schlechter, es konnte verstärkt Kollagen III nachgewiesen werden. Die humane Knochenmarkstammzellen zeigten nach 12 Wochen bei der höchsten Frequenz (0,5 Hz) die ersten Anzeichen einer Matrixbildung durch Nachweis von Keratansulphat. Spongiosazylinder haben den Zellen keine Kraftübertragung erlaubt, und waren deshalb als ungeeignetes Trägersystem zu werten. Ethisorb-Vlies war für Chondrozyten gut geeignet, verlor aber nach bereits 6 Wochen seine stützende Funktion. Polylaktidvlies erwies sich als ungeeignet, da die lange Abbauzeit das Zellwachstum und Matrixproduktion verhinderte. Eine mechanische Belastung der Zellen mit einer schnellen Frequenz (0,5 Hz) trägt sicherlich zu einer Kollagen II-Produktion und erwies sich deshalb als sehr günstig.

Knorpeldefekte lassen sich nicht zufriedenstellend therapieren, da bis heute ein kontrollierter regenerativer Gewebeaufbau unmöglich war. Eine neue Strategie wäre eine Kombination von Chondrozytentransplantation mit gentherapeutischen Methoden, z. B. die stabile Ex-vivo-Transduktion von primären Chondrozyten mit retroviralen Vektoren, die gewebeaufbauende Zytokine exprimieren. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb Etablierung und Optimierung des retoviralen Gentransfers in primäre Kaninchenchondrozyten und die Beobachtung von Verbleib, Vitalität und Genexpression der Zelltransplantate in vivo. Transduzierte Zellen sollten ohne weitere Selektionsverfahren für eine spätere Transplantation verwendet werden können. Da regulierbare Genexpression in einem solchen Modell von Vorteil ist, war ein weiteres Ziel die Entwicklung retroviraler Tet-On-Vektoren. Es wurden konstitutiv exprimierende retrovirale Vektoren und Tet-On-Vektoren kloniert und Retroviren mit unterschiedlichen Infektionsspektren generiert. Effizienz und Stabilität des Gentransfers wurden ohne weitere Selektionsverfahren mit Hilfe konstitutiv nlslacZ-exprimierender retroviraler Vektoren in vitro und in vivo beurteilt. Zusätzlich wurde stellvertretend für ein therapeutisches Gen der Wachstumsfaktor hbmp-2 transferiert. Retrovirale Ein-Vektor-Systeme, die den reversen Transaktivator rtTA2s-M2 und den Tet-responsive Promotor enthielten, wurden in vitro durch die Expression der Reportergene nlslacZ oder egfp in verschiedenen Zelllinien getestet. Mit VSV.G-pseudotypisierten Retroviren konnte eine Transduktionseffizienz von bis zu 99 % erzielt werden, amphotrope Viren waren deutlich weniger effizient. Transduzierte Chondrozyten zeigten in vitro über mindestens 12 Wochen eine stabile Transgenexpression, die auch in 3D-Kultur auf Kollagenschwämmen fortbestand. In vivo war für mindestens drei Wochen Transgenexpression nachweisbar. hbmp-2 transduzierte Zellen exprimierten zudem dieses Transgen in vitro. Die neu entwickelten Tetrazyklin-induzierbaren Retroviren zeigten eine starke Basalexpression bei nur geringer Steigerung nach Induktion mit Doxyzyklin. Die Transduktionseffizienz dieser Retroviren war wesentlich geringer als bei der Verwendung konstitutiv exprimierender Vektoren. VSV.G-pseudotypisierte Retroviren sind eine optimale Methode für den retroviralen Gentransfer in primäre Kaninchenchondrozyten ohne weitere Selektionsverfahren. Neben dem Transfer von Markergenen ist dies die Grundlage für den Transfer von therapeutischen Genen, um deren Effekt in vitro und in vivo zu untersuchen. Zudem wurde ein neuartiger universal einsetzbarer Vektor entwickelt, der die Klonierung in die retroviralen U3 Region und somit die Konstruktion retroviraler Double-copy-Vektoren erlaubt. Die Entwicklung zuverlässiger retroviraler Tet-On-Vektoren bleibt weiterhin eine Herausforderung für die Zukunft.