1.Beurteilende(r)| Name: | Martijn Van Griensven |
| Herkunftsbetrieb: | |
| Arbeit |
| Typ der Arbeit: | Dissertation |
| Sprache der Arbeit: | Englisch |
| Titel der Arbeit in Originalsprache: | Cartilage regeneration using stem cells derived from different sources, including imprinting by native chondrocytes and interaction with different matrices |
| Titel der Arbeit in deutsch: | Knorpelregeneration mit Hilfe von Stammzellen aus unterschiedlichen Quellen, sowie Imprinting mit nativen Knorpelzellen in der Interaktion mit unterschiedlichen Matrizes |
| Titel der Arbeit in englisch: | Cartilage regeneration using stem cells derived from different sources, including imprinting by native chondrocytes and interaction with different matrices |
| Publikationsmonat: | 03.2009 |
| Seitenanzahl: | 83 |
| Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur |
| AC-Nummer: | AC05040212 |
| Abstract |
| Abstract in Deutsch: | Verletzter, artikulärer Knorpel weist nur geringes Potenzial zur spontanen Heilung auf. Die autologe Chondrozytentransplantation (ACT) ist gegenwärtig eine der besten Methoden um Knorpeldefekte zu behandeln. Ein großer Nachteil dieser Technik ist jedoch, dass gesunder Knorpel für die Isolierung von Zellen entfernt werden muss. Aus diesem Grund ist man auf der Suche nach alternativen Quellen für Zellen, welche die Fähigkeit zur Synthese von Knorpelmatrix besitzen. Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss von Expansionsbedingungen, Wachstumsfaktoren, Zell-Zell Interaktionen sowie Zell-Scaffold Interaktionen von humanen mesenchymalen Fettstammzellen (ASC) und mesenchymalen Stammzellen aus humaner Nabelschnurmatrix (HUCM). Der Vergleich verschiedener Expansionsmedien hat gezeigt, dass die Wachstumsrate sowie auch das Potenzial von ASC in die chondrogene Richtung zu differenzieren stark von den Expansionsbedingungen abhängig ist. Konsekutive Anwendung verschiedener Expansionsmedien führte zu rascher Expansion wie auch zu guter chondrogener Differenzierung von ASC im Anschluss an die Expansion. ASC Pelletkulturen wurden während der Differenzierung mit Wachstumsfaktoren stimuliert. Es stellte sich heraus, dass bone morphogenetic protein 6 (BMP-6) starke induktive Eigenschaften aufweist, während fibroblast growth factor 2 (FGF-2) keinen induzierenden Einfluss auf die Synthese von Knorpelmatrix ausübt. Bei gleichzeiter Anwendung beider Wachstumsfaktoren wurde sogar ein supprimierender Effekt von FGF-2 auf die mit BMP-6 induzierte Matrixsynthese festgestellt. Um Zell-Zell und Zell-Scaffold Interaktionen zu untersuchen wurden ASC und humane artikuläre Chondrozyten (HAC) in Fibrin oder einem Kollagen Scaffold ko-kultiviert. Knorpel spezifische Gene zeigten signifikant höhere Expression in Ko-Kultur als in HAC Monokultur und tendenziell bessere Differenzierung in Fibrin verglichen zum Kollagen Scaffold. HUCM Zellen zeigten unter den getesteten Differenzierungsbedingungen Ausbildung von faserartigem Knorpel. Die Ergebnisse bestätigen, dass Zellen aus Fettgewebe bzw. der Nabelschnurmatrix Potenzial zur Knorpelregeneration besitzen. |
| Abstract in Englisch: | Articular cartilage has limited regeneration potential. Today, autologous chondrocyte transplantation (ACT) is considered as the golden standard to treat articular cartilage defects. However, one of the drawbacks of this method is the harvesting of healthy cartilage. Hence, the need exists for more easily available sources for cells capable of producing cartilage matrix. The present thesis investigated the influence of expansion conditions, growth factors, cell-cell interactions and cell-scaffold interactions on the chondrogenic differentiation potential of human adipose derived stem cells (ASC) and human umbilical cord matrix (HUCM) stem cells. Evaluation of different expansion conditions demonstrated that population doubling rates but also the chondrogenic potential of ASC is influenced by the composition of the expansion medium. A combination of subsequently applied expansion media turned out to provide both rapid expansion and potent chondrogenic differentiation following expansion. During three dimensional micromass culture of ASC, bone morphogenetic protein 6 (BMP-6) and fibroblast growth factor 2 (FGF-2) were evaluated for their capability to induce cartilage matrix production. BMP-6 demonstrated high potential to induce chondrogenesis in ASC while FGF-2 did not enhance chondrogenesis. Moreover, in the presence of both growth factors, the inductive potential of BMP-6 was even diminished. In order to investigate cell-cell interactions and cell-scaffold interactions, human articular chondrocytes (HAC) and human ASC were co-cultured in a fibrin- or collagen scaffold. Significant upregulation in cartilage specific gene expression was shown in co-cultures compared to HAC mono-culture. A comparison of biomaterials used in this study suggests that fibrin provides better conditions for chondrogenic differentiation of co-cultured ASC and HAC compared to the collagen scaffold. Under the conditions tested, chondrogenic differentiation of HUCM cells revealed a phenotype similar to fibrous cartilage. In conclusion, adipose tissue and the umbilical cord matrix represent sources for cells capable of being used for cartilage regeneration. |
| Schlagworte |
| Schlagwörter Deutsch: | Mesenchymale Stammzellen / Fettstammzellen / Knorpelregeneration / Chondrogenese / Differenzierung |
| Schlagwörter Englisch: | mesenchymal stem cells / adipose derived stem cells / cartilage regeneration / chondrogenesis / differentiation |
| Sonstiges |
| Signatur: | D-13918 |
| Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H77200 Institut für Biochemie (DCH/BC) |
Zurück zur Auswahl der Arbeiten
