Regeneration of large, segmental bone defects by implantation of gene-activated fat tissue
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Behandlung von großen Knochendefekten und Pseudarthrosen stellt im klinischen Alltag immer wieder eine Herausforderung dar. Das Projekt sollte der Entwicklung einer beschleunigten, kosteneffektiven und zuverlässigen ex-vivo Gentherapie zur Behandlung von Knochendefekten einer kritischen Größe dienen. Subkutanes Fettgewebe wurde als Implantat gewählt, da es ausreichend verfügbar ist im menschlichen Körper und nur eine sehr geringe Entnahmemorbidität aufweist. Fettgewebefragmente wurden mit der cDNA verschiedener Bone Morphogenetic Proteins mit Hilfe eines adenoviralen Vektors genetisch aktiviert und in femorale Knochendefekte in Ratten implantiert. Die Knochenregeneration wurde durch Röntgenbilder, computertomografische Messungen des Knochenvolumens, biomechanische Torsionstests und histologische Untersuchungen analysiert. BMP-2 erwies sich im Vergleich als der effektivste Wachstumsfaktor. Der Vergleich zwischen BMP-2 genaktiviertem Fettgewebe mit dem klinischen „Goldstandard“ autologer Knochen zeigte sechs Wochen nach Implantation eine ähnliche Effektivität. Die hier untersuchte ex-vivo Gentherapie erfordert keine Isolation und Vermehrung von Vorläuferzellen und hat das Potential intraoperativ angewendet zu werden. Das heißt, dass während einer einzigen chirurgischen Prozedur Fettgewebe entnommen, genetisch aktiviert und wieder reimplantiert werden könnte. Die Evaluation dessen muss Gegenstand zukünftiger Folgeexperimente werden. Die durchgeführten Experimente zeigen, dass die Implantation von genaktiviertem Fettgewebe im Rattenmodell mit verschiedenen BMPs zu einer Regeneration von großen Knochendefekten führen kann. Besonders die Verwendung von BMP-2 führte in der Kombination mit autologem Fett zu einer zuverlässigen Reparatur. Die Untersuchungen erbrachten daher die Erkenntnis, dass zukünftige Evaluationen dieser Methode im Großtiermodell mit BMP-2 genaktiviertem Fettgewebe durchgeführt werden sollten.
