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Zusammenfassung:
Rupturen des vorderen Kreuzbandes gehören zu den häufigsten Verletzungen des Kniegelenks, besonders bei jungen, sportlich aktiven Menschen. Es ist eine Zunahme der operativ versorgten Rupturen über die Jahre zu verzeichnen. Bei ca. 11,6 Prozent der operativ, mittels Kreuzbandersatzplastik versorgten Rupturen, kommt es zum Therapieversagen. Die häufigsten Ursachen des Therapieversagens sind fehlerhafte Operationstechnik, biologisches Versagen bzw. insuffizientes Einwachsen und erneute Traumata. Die Pathophysiologie des biologischen Versagens ist nicht komplett verstanden, da der Einheilungsprozess des Sehnentransplantates in einen knöchernen Bohrkanal äußerst komplex ist. Neugebildete Knochen-Sehnenverankerungen sind jedoch im Vergleich zu angeborenen Enthesen biomechanisch minderwertig. Die Knochen-Sehnenintegration dieser Heilungsprozesse zu verbessern ist aktuell Gegenstand vieler Arbeiten und Studien. Hierbei zeigte der Einsatz von BMP2 und BMP7 in mehreren Arbeiten eine gesteigerte Belastbarkeit der Verankerung sowie ein beschleunigtes Einwachsen von Sehnentransplantaten in den Knochen. Die BMPs gehören zu den Wachstumsfaktoren der TGF-ß- Familie. In der Literatur war bisher keine Arbeit zu finden, die dosis- und zeitabhängige Effekte von BMP2 und BMP7 auf molekularer Ebene, speziell bezüglich der Expression sehnenspezifischer Gene, untersuchte. In dieser Arbeit wurden murine Präosteoblasten (MC3T3-E1), Fibroblasten (3T6 oder 3T3) sowie eine Intermediärzone hinsichtlich der Expression der oben genannten Gene nach einfacher und mehrfacher Stimulation mit BMP2 und BMP7, mittels eines hoch standardisierten Ko-Kulturmodells und Real-Time PCR untersucht. Analysiert wurde die Expression von COL1A1, COL1A2, COL5A1, DCN, FMOD und MKX. Es wurde ein Einblick in zellspezifische und molekularbiologische Veränderungen von bzw. Interaktionen in Expressionsprozessen sehnenspezifischer Gene gewonnen. Unter anderem zeigten sich zellspezifische Unterschiede in der Genexpression zwischen den, mit dem gleichen BMP, singulär und multipel stimulierten Proben. Durch multiple Stimulation mit einem der Wachstumsfaktoren kam es bei keinem der untersuchten Gene zur Verstärkung der beobachteten Effekte der singulären Stimulation. Auch die Wachstumsfaktoren an sich hatten unterschiedliche Effekte. Nach singulärer Stimulation mit BMP2 zeigte sich eine Expressionssteigerung der untersuchten Kollagenuntereinheiten sowie von DCN, FMOD und MKX im Bereich der Fibroblasten. Die multiple Stimulation mit BMP7 zeigte einen Expressionssteigernden Effekt auf die Präosteoblasten hinsichtlich der untersuchten Gene, mit Ausnahme von COL1A1. Mehrfach zeigten sich ähnliche Expressionsmuster von Genen bei gleicher Stimulation. In der Intermediärzone zeigte sich eine zu der der Fibroblasten, der der Präosteoblasten oder zu der beider Zellreihen unterschiedliche Expression. Die multiple Stimulation mit BMP 7 führte hier zu einem Anstieg der Expression von COL5A1 wohingegen es nach singulärer Stimulation mit BMP2 zu einem Expressionsanstieg der Typ I Kollagenuntereinheiten kam. Aus vorangegangenen Arbeiten wissen wir, dass beide Zellreihen in die Intermediärzone einwachsen. Es lässt sich darauf schließen, dass es wechselseitige auto-, parkarine oder intrazelluläre Regulationsmechanismen bzw. Interaktionen zwischen den Zellen gibt, die zu diesem gen- und stimulationsspezifischem Expressionsverhalten führen. Dieses näher und ggf. hinsichtlich weiterer Gene, die im Knochen-Sehnenintegrationsprozess eine Rolle spielen zu untersuchen, wäre ein Ansatz für weitere Forschungsarbeiten. Für den klinischen Einsatz von BMP2 und BMP7 im Bereich der Knochen- Sehnenintegration sind weitere Studien, speziell hinsichtlich der Indikation, Nebenwirkungen, Langzeitergebnisse und Sicherheit nötig.

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