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Bundesministerium für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen 01 GI 0881); nicht zweckgebundene Zuschüsse v. AstraZeneca GmbH, Bayer Schering Pharma AG, Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG, Chiesi GmbH, GlaxoSmithKline, Grifols Deutschland GmbH, MSD Sharp & Dohme GmbH, Mundipharma GmbH, Novartis Deutschland GmbH, Pfizer Pharma GmbH sowie der Takeda Pharma Vertrieb GmbH & Co. KG

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Biomarkern Osteopontin und CD44 Standard, sowie CD44 Isovariante 6 beim Rektumkarzinom. Wir konzentrierten uns auf die prognostische Bedeutung von Osteopontin und CD44 Standard, sowie CD44 Isovariante 6. In einigen Vorgängerarbeiten zeigten sich Zusammenhänge vor allem bei der Tumorinduktion, Metastasierung und Überleben. In unserer Arbeit konnten wir bestätigen, dass sich hohe Serumkonzentrationen von OPN bei Patienten mit Rektumkarzinom hochsignifikant negativ auf das Gesamtüberleben auswirken. Niedrigere Serumkonzentrationen sind daher mit einer günstigeren Prognose assoziiert. Dies zeigte sich auch in der durchgeführten multivariaten Analyse. Wir kommen daher zu dem Schluss, dass sich OPN als prognostischer Marker eignet. In der Literatur zeigte sich CD44v6 mit verstärkter Metastasierung assoziiert. Dies konnten wir nicht bestätigen. Wir sahen CD44std und auch CD44v6 weder mit Gesamtüberleben, noch mit Tumorstadium und Metastasierung assoziiert. Auch wenn wir CD44 mit OPN gemeinsam auf das Gesamtüberleben untersuchten, fanden wir keinen signifikanten Einfluss. Als mögliche Schlussfolgerung dieser Arbeit könnte man die aktuelle Therapie des Rektumkarzinoms bei hohen OPN Werten reevaluieren. Bei hohen Osteopontin Werten wären dann ggfs. aggressivere Therapieprotokolle vorstellbar., This thesis deals with the biomarkers osteopontin and CD44 standard, as well as CD44 isovariant 6 in rectal carcinoma. We focused on the prognostic importance of osteopontin and CD44 standard, as well as CD44 isovariant 6. In some previous studies, correlations were found, especially with tumor induction, metastasis and survival. In this thesis, we were able to confirm that high serum concentrations of osteopontin have a highly significant negative effect on overall survival in patients with rectal cancer. Lower serum concentrations are therefore associated with a better prognosis. This was also reflected in the multivariate analysis that was carried out. We therefore conclude that osteopontin is useful as a prognostic marker. In the literature, CD44v6 is shown to be associated with increased metastasis. We could not confirm this. We saw CD44std and CD44v6 associated neither with overall survival nor with tumor stage and metastasis. Even when we tested CD44 with OPN together on overall survival, we found no significant impact. As a possible conclusion of this thesis, therapy for rectal carcinoma could be re-evaluated with high OPN values. In the case of high OPN values, more aggressive therapy protocols might be conceivable.

Studie zur Untersuchung der Zusammenhänge zwischen der hypertrophen Kardiomyopathie (HCM) und dem Biomarker Osteopontin (OPN) zu untersuchen. Es galt zu prüfen, ob die in zuvor veröffentlichten Studien nachgewiesene Korrelation von OPN und einer linksventrikulären Hypertrophie auch bei diesem Krankheitsbild besteht. Daraus resultierte die Hypothese, dass erhöhte OPN-Plasmaspiegel bei HCM-Patienten zu erwarten sind und diese mit anderen diagnostischen Parametern korrelieren könnten. Im Rahmen dieser Studie wurden OPN-Plasmaspiegel mit diversen klinisch-diagnostischen Parametern der HCM in Bezug gesetzt. Dabei wurden echokardiographisch erhobene Werte, biometrische Parameter, Kriterien zur Risikostratifizierung für plötzlichen Herztod, Stadien der Herzinsuffizienz und Vorhofflimmern erfasst. Mit Prüfung dieser Hypothese sollte i. R. der vorliegenden Arbeit i. S. eines Pilotprojekts die künftige Einsetzbarkeit von OPN als diagnostischer und prognostischer Marker für die Diagnosestellung, Schweregradbestimmung und Prädiktion der Krankheitsprogression bei HCM untersucht werden.

Die Verletzungen der Kreuzbandstrukturen des Kniegelenkes nehmen eine zentrale Bedeutung in der Orthopädie und Unfallchirurgie ein und weisen aufgrund der hohen Inzidenz eine sozioökonomische Relevanz auf. Eine operative Versorgung der vorderen Kreuzbandruptur wird vor allem bei Instabilitäten des Kniegelenkes durchgeführt, um Folgeschädigungen wie beispielsweise sekundäre Meniskusläsionen oder die Entwicklung einer posttraumatischen Gonarthrose zu vermeiden. Trotz der kontinuierlichen Optimierung der operativen Versorgung nach Ruptur des vorderen Kreuzbandes zeigen sich weiterhin hohe Re-Ruptur-Raten, welche einerseits durch noch unzureichende OP-Techniken und ungenügende Patienten-Compliance und andererseits durch biologisches Transplantatversagen zustande kommen. In diesem Zusammenhang stellen die komplexen biologischen Prozesse (Inflammation, Reparatur, Remodelling) der Knochen-Sehnen-Integration einen wichtigen Forschungsschwerpunkt dar, um die mangelhafte Transplantat-Einheilung zu verstehen und letztendlich die zeitgerechte und stabile ossäre Inkorporation von Sehnen-Transplantaten zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang nehmen mit den Osteoblasten und Fibroblasten zwei Zelltypen eine zentrale Rolle im Prozess der ossären Sehnen-Integration und der Bildung extrazellulärer Knochen- und Sehnen-Matrix ein. Dabei legen zahlreiche Studien die Vermutung nahe, dass osteoinduktive Substanzen wie beispielsweise das Bone Morphogenetic Protein-7 (BMP7), welches sich bereits zur Behandlung von aseptischen Pseudarthrosen etabliert hat, die Knochen-Sehnen-Integration positiv beeinflussen. Unklar verbleiben jedoch weiterhin die molekularbiologischen und zellbiologischen Abläufe im Bereich des Knochen-Sehnen-Übergangs und die spezifischen Wirkungsmechanismen besagter osteoinduktiver Proteine. Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, ein standardisiertes Co-Kultur-Modell zur Simulation und Erforschung der Interaktion von Osteoblasten und Fibroblasten aufzubauen und damit eine kontrollierte Analyse der spezifischen Effekte einmaliger und multipler Stimulation mit BMP7 auf die Knochen-Sehnen-Einheilung zu ermöglichen. Im Rahmen dieser Studie konnte ein standardisiertes, an Wang et al. (2007) angelehntes in vitro Co-Kultur-Modell, bestehend aus sekundären osteoblastischen und fibroblastischen Zellen muriner Herkunft in einem temporären Zwei-Kammer-Kultivierungs-System, etabliert werden, welches sich durch eine einfache Handhabung auszeichnet und als Hochdurchsatz-Verfahren eingesetzt werden kann. In diesem Modell diente eine Agarose-Trennschicht zur vorübergehenden Separation der zuvor genannten Zellen, wobei die Entfernung der Trennschicht die Interaktion der beteiligten Zelllinien ermöglichte. Beruhend auf diesem Modell wurden die Auswirkungen einer einfachen und einer mehrfachen Stimulation der osteoblastischen und fibroblastischen Zellen mit rekombinantem humanen BMP7 (rhBMP7) untersucht und die Ergebnisse hinsichtlich statistisch signifikanter Veränderungen ausgewertet. Histologisch zeigte sich in dieser Studie einerseits eine dosisabhängige und andererseits eine von der Anzahl der Stimulationen abhängige förderliche Wirkung der rhBMP7-Applikation. Es konnte mikroskopisch nachgewiesen werden, dass durch die rhBMP7-Hinzugabe eine beschleunigte Migration und Proliferation der osteoblastischen und fibroblastischen Zellen in die Interaktions-Zone resultierte. Diese Beobachtungen deckten sich mit den Ergebnissen der in dieser Studie durchgeführten molekularbiologischen Analysen spezifischer Markergene der Osteogenese. Über qRT-PCR konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass eine rhBMP7-Stimulation eine dosisabhängige Steigerung der Alp1-, Col1a1- und Bglap-Genexpression in den osteoblastischen Zellen im Sinne einer gesteigerten Knochenmatrix-Bildung bewirkte. Eine in der Literatur beschriebene Spp1-Genexpressions-Verstärkung in den osteoblastischen Zellen konnte in dieser Studie nicht nachgewiesen werden. Für die fibroblastischen Zellen zeigte sich durch die rhBMP7-Stimulation eine erhöhte Runx2-, Col1a1-, Alp1-, und Bglap-Genexpression. Diese Resultate legten erstaunlicherweise nahe, dass die fibroblastischen Zellen osteogene Eigenschaften ausbilden beziehungsweise annehmen und damit eine Transdifferenzierung zu funktionsfähigen Osteoblasten durchlaufen. Die in dieser Studie präsentierten Ergebnisse lassen vermuten, dass die Knochen-Sehnen-Integration vor allem dadurch zustande kommt, dass in der Kontaktzone zwischen Sehnen- und Knochengewebe einerseits die Osteoblasten vermehrt Knochenmatrix bilden und andererseits die Fibroblasten zu Osteoblasten transdifferenzieren um Knochenmatrix auszubauen und um das Sehnengewebe dadurch ossär zu integrieren. Da viele der molekularbiologischen und zellbiologischen Abläufe der Knochen-Sehnen-Einheilung noch unklar verbleiben, bedarf es weiterer Untersuchungen zur Generierung eines besseren Verständnis für die Prozesse der ossären Sehnen-Integration und zur Entwicklung von therapeutischen Ansätzen., Lesions of the crucial ligaments of the knee joint play an eminent role in the field of orthopaedics and traumatology. Their high incidence makes them highly socio-economically relevant. Surgical treatment of tears of the anterior crucial ligament is required especially when instability occurs. This can prevent possible subsequent damages such as secondary meniscal lesions or posttraumatic gonarthrosis. Despite the continuous optimization of the surgical treatment after tears of the anterior crucial ligament, rerupture rates are still high. These are caused by inadequate surgical technique, insufficient patient compliance and also to failure of the biological integration of the transplant. In this context, complex biological processes (inflammation, reparation, remodelling) of the bone-tendon integration form a central research focus. This can helpt to better understand incorrect or poor transplant incorporation and to ensure a stable and quick bone-tendon-healing. Osteoblasts and fibroblasts play an important role in the process of osseous tendon integration and the formation of extracellular bone or tendon matrix. In this context, numerous studies suggest that osteoinductive substances such as bone morphogenetic protein-7 (BMP7) – which is already approved in the treatment of aseptic pseudoarthrosis – have a positive impact on bone-tendon healing. Yet, the cell biological and molecular biological processes during bone-tendon transition and specific effects of osteoinductive proteins remain unclear. The intention of this thesis was to establish a standardized co-culture model to simulate and investigate the osteoblast-fibroblast interaction. This new method was then applied to analyse the specific effect mechanisms of singular and repetitive stimulation with BMP7 on the bone-tendon healing. Based on the work of Wang et al. (2007), a standardized in vitro co-culture model was successfully established. It consists of secondary murine osteoblast and fibroblast cells incubated in a temporary two-chamber system. More precisely, an agarose divider served as a transient separator of osteoblastic and fibroblastic cells. After the removal of the divider direct interactions of both cell types were possible. Based on this model, the effects of singular and multiple stimulation of the osteoblastic and fibroblastic cells with recombinant human BMP7 (rhBMP7) were examined and analyzed to spot statistically significant changes. The study has shown that the established method provided an easy handling and at the same time showed that the co-culture model could be used as a high-throughput technique. Subsequently the histological analysis of the study showed a dose-dependent and number-dependent effect of the stimulation with rhBMP7. Hence, an accelerated migration and proliferation of the osteoblastic and fibroblastic cells after rhBMP7 application could be observed in the microscopical experiments. These observations were consistent with the results of the molecular biological examinations of specific osteogenic marker genes. Using qRT-PCR, you can see that stimulation with rhBMP7 leads to a dose-dependent increase of Alp1, Col1a1 and Bglap gene expressions in osteoblasts as well as an improved formation of bone matrix. An enhanced Spp1 gene expression as proposed in the common literature was not detectable for the osteoblastic cells in this study. The rhBMP7 application showed an increased gene expression for Runx2, Col1a1, Alp1 and Bglap in the examined fibroblastic cells. Surprisingly suggesting a transdifferentiation of fibroblasts into functional osteoblasts with developing osteoblast specific characteristics. The results of this study indicate that the bone-tendon integration on the one hand is achieved by enhanced bone matrix building of the osteoblasts and on the other hand by transdifferentiation of fibroblasts to functional osteoblastic cells. It seems that both cell types are responsible for the incorporation of tendon tissue into bone tissue including the formation of surrounding bone matrix. Since many cell biological and molecular biological processes of the bone-tendon integration remain unclear, further studies are required to generate a comprehensive understanding for the integration of tendons to bone and to ensure the development of reliable therapeutic approaches.

Fragestellung: Die Neurogene Heterotope Ossifikation (NHO) ist eine häufige und gefürchtete Komplikation nach Eintritt einer akuten Querschnittlähmung. Trotz zahlreicher Untersuchungen ist die Pathogenese der NHO bis heute nicht geklärt. Ziel war es, die frühe Entwicklung einer[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2018)

Hintergrund: Über den Verlauf der Expression von Osteopontin (OPN) nach Tumorresektion ist bisher wenig bekannt. In dieser Studie bestimmten wir den zeitlichen Verlauf der OPN Plasmaspiegel vor und nach Operation. Methoden: Zwischen 2011 und 2013 wurden 41 Patienten mit HNO-Tumoren in einer prospektiven Studie erfasst (Gruppe A). Zu verschiedenen Zeitpunkten wurden Plasmaproben entnommen: T 0) vor, T1) am ersten postoperativen Tag, T2) eine Woche nach Operation und T3) vier Wochen nach Operation. Osteopontin und TGF β1 Plasmaspiegel wurden mit kommerziellen ELISA-Systemen bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit 131 HNO-Tumorpatienten verglichen, von denen n=42 (Gruppe B1) primär bestrahlt, beziehungsweise n=89 (Gruppe B2) postoperativ bestrahlt wurden. Ergebnisse: Es zeigte sich ein signifikanter OPN Anstieg am ersten postoperativen Tag (T0 vs T1, p0,017, B2: Median nicht erreicht vs 33,4 Monate, p=0,031). TGF β1 war in Gruppe B1 ebenso prognostisch signifikant (33,0 vs 10,7 Monate, p=0,003). Schlussfolgerung: Patienten mit HNO-Tumoren zeigten einen Anstieg von Osteopontin Plasmaspiegeln unmittelbar nach Operation. Innerhalb der folgenden vier Wochen sinken die OPN Plasmaspiegel wieder auf ihr präoperatives Niveau. Der langanhaltende Anstieg hängt wahrscheinlich mit Wundheilprozessen zusammen. Die prätherapeutischen Plasmaspiegel von Osteopontin und TGF β1 hatten prognostische Aussagekraft., Background: In head and neck cancer little is known about the kinetics of osteopontin (OPN) expression after tumor resection. In this study we evaluated the time course of OPN plasma levels before and after surgery. Methods: Between 2011 and 2013 41 consecutive head and neck cancer patients were enrolled in a prospective study (group A). At different time points plasma samples were collected: T0) before, T1) 1 day, T2) 1 week and T3) 4 weeks after surgery. Osteopontin and TGFβ1 plasma concentrations were measured with a commercial ELISA system. Data were compared to 131 head and neck cancer patients treated with primary (n=42) or postoperative radiotherapy (n=89; group B1 and B2). Results: A significant OPN increase was seen as early as 1 day after surgery (T0 to T1, p

Laut den Leitlinien des Jahres 2012 ist der minimal invasive Aortenklappenersatz (TAVI) als Therapie einer schweren Aortenklappenstenose bei Hochrisiko Patienten indiziert. In dieser Arbeit werden Ergebnisse einer klinischen Studie mit 217 TAVI Patienten des UKSH Kiel vorgestellt. Besonders betrachtet wird dabei der Biomarker Osteopontin. Präprozedural erhöhte Osteopontinwerte sind in dieser Studie mit erhöhter Mortalität nach einer TAVI Prozedur assoziiert.

Obesity is a leading risk factor for cancer. However, understanding the crosstalk between adipocytes and tumor cells invivo, independently of dietary contributions, is a major gap in the field. Here we used a prostate cancer (PCa) mouse model in which the signaling adaptor p62/Sqstm1 is selectively inactivated in adipocytes. p62 loss in adipocytes results in increased osteopontin secretion, which mediates tumor fatty acid oxidation and invasion, leading to aggressive metastatic PCa invivo. Furthermore, p62 deficiency triggers in adipocytes a general shutdown of energy-utilizing pathways through mTORC1 inhibition, which supports nutrient availability for cancer cells. This reveals a central role of adipocyte's p62 in the symbiotic adipose tissue-tumor collaboration that enables cancer metabolic fitness.

Adipositas ist mit einer chronischen systemischen Entzündungsreaktion assoziiert, die in erster Linie durch Immunzellen in Fettgewebe und Leber vermittelt wird. Die chronische Entzündung ist eine wesentliche Ursache für Adipositas-induzierte metabolische Komplikationen wie Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes. Osteopontin (OPN) ist ein inflammatorisches Zytokin, dessen Expression in Fettgewebe und Leber durch Adipositas dramatisch hochreguliert wird. Um die pathophysiologische Bedeutung von Osteopontin bei der Adipositas-induzierten Entzündung und Insulinresistenz einzuordnen, untersuchten wir Effekte, die durch die Neutralisation der OPN-Wirkung hervorgerufen wurden. Die Hemmung der OPN-Wirkung mittels eines spezifischen Antikörpers über 5 Tage verbesserte die Insulinsensitivität in adipösen Mäusen. Die Anti-OPN-Behandlung hemmte die Makrophageninfiltration, inflammatorische Signalübertragung und Genexpression in Fettgewebe und Leber, wobei die rasche Abnahme der Makrophagenzahl auch durch vermehrte Apoptose dieser Entzündungszellen mitverursacht wurde. Außerdem identifizierten wir OPN als neuen Suppressor hepatischer STAT3-Aktivität ein essenzieller Bestandteil in der Regulation der hepatischen Insulinsensitivität und als Gegenspieler der hemmenden Wirkung von Insulin auf die Expression glukoneogenetischer Enzyme. Damit konnte gezeigt werden, dass die Neutralisation von OPN die Adipositas-induzierte Entzündung in Fettgewebe und Leber hemmt, und die für die Glukosehomöostase relevante Insulin- Signaltransduktion normalisiert. Somit könnte die Ausschaltung von OPN eine neue therapeutische Strategie zur Behandlung Adipositas-vermittelter metabolischer Komplikationen darstellen.

Kontaktekzeme gehören in Deutschland zu den häufigsten Berufserkrankungen. Durch ein besseres Verständnis der Immunpathologie könnten neue therapeutische Ansätze entwickelt werden. Osteopontin (OPN) ist ein von Immunzellen sezerniertes, saures Phosphoglykoprotein. Die Expression von OPN wird bei Entzündungsreaktionen stark aufreguliert. Mehrere Tiermodelle charakterisierten OPN als eine wichtige Komponente in der Induktion einer effektiven Th1 Immunantwort, da es die Ausschüttung von Interleukin 12 durch Dendritische Zellen (DZ) fördert und gleichzeitig die Th2 Zytokinexpression inhibiert. Das allergische Kontaktekzem ist eine Th1 dominierte T-Zell vermittelte Immunreaktion. Während der Sensibilisierungsphase einer Kontaktallergie wird OPN in der Haut und in den Haut-drainierenden Lymphknoten verstärkt exprimiert. Ziel dieser Arbeit war es, die Expression von OPN und seiner Rezeptoren alphavbeta3 und CD44 im Rahmen der Effektorphase des allergischen Kontaktekzems zu untersuchen. Weiterhin sollten die OPN und OPN-Rezeptor exprimierenden Zellen im allergischen Kontaktekzem identifiziert werden. Wir fanden, dass OPN im Bereich des papillären Gefäßplexus und des entzündlichen Infiltrates exprimiert wird und dass im Verlauf der Chronifizierung von Kontaktekzemen die OPN-Expression zunimmt. Die erhöhte OPN Expression korreliert mit einer Aufregulation der OPN-Rezeptoren alphavbeta3 und CD44 in den verschiedenen Ekzemstadien. Die größte Population OPN exprimierender Zellen im Ekzem sind CD45RO+ T-Gedächtniszellen. Auch CD1a+ DZ exprimieren OPN. Bei Quantifizierung der OPN Plasmaexpression durch Elisa zeigten sich bei Patienten mit allergischem Kontaktekzem signifikant erhöhte OPN-Plasmaspiegel. Diese Ergebnisse im Kontext mit bekannten chemotaktischen, Th1-polarisierenden und anti-apoptotischen Effekten deuten daraufhin, dass OPN bei der allergischen Kontaktdermatitis zur Verstärkung der Auslösephase und zur Chronifizierung der Erkrankung beiträgt.

In der vorliegenden Arbeit wurde in psoriatischer Haut durch Immunhistochemie die Expression von OPN sowie den OPN-Rezeptoren alphaV, alphaV/beta3 und CD44 Isoformen untersucht. Es zeigte sich eine verstärkte Expression von OPN, CD44s, CD44v6 durch Zellen des Entzündungszellinfiltrates und durch Endothelzellen. Auch die Integrine alphaV/beta3 und alphaV werden durch Zellen des Entzündungszellinfiltrates verstärkt exprimiert. Weiterhin fand sich eine deutliche OPN-Expression in der Epidermis durch Keratinozyten. In der Epidermis exprimiert werden auch CD44s und CD44v6 enthaltende CD44 Isoformen als mögliche OPN Rezeptoren. Histologische Schnittsequenzen wurden auf eine Kolokalisation von OPN mit den T-Zellinfiltraten untersucht und die prozentuale Zusammensetzung der T-Zellsubpopulationen in der Psoriasishaut wurde analysiert. Hierbei zeigte sich eine OPN-Expression bei 98,3 % der Zellen im psoriatischen Entzündungsinfiltrate. Die T-Zellkomponenten der Infiltrate bestanden durchschnittlich aus 39,5 % CD4 positiven und 23,5 % CD8 positiven Zellen. Insbesondere exprimierten annähernd alle CD1a positiven dendritischen Zellen und CD45R0 positiven T-Zellen OPN. Zusammenfassend lässt die erhöhte OPN-Expression sowie die Kolokalisation von OPN mit den T-Zellsubpopulationen und dendritischen Zellen in den psoriatischen Plaques die Annahme zu, dass OPN bei der Entzündungspathogenese der Psoriasis vulgaris eine bedeutende Rolle spielt. Aufgrund der bislang bekannten Eigenschaften von OPN lässt sich vermuten, dass OPN die psoriatische Entzündungsreaktion durch seine Th1/Th17-Zytokinfunktion, seine chemotaktischen Effekte auf Entzündungszellen und über eine anti-apoptotische Wirkung auf T-Zellen und möglicherweise auch auf Keratinozyten pro-inflammatorisch moduliert. Die erhobenen Daten bilden eine Grundlage für weitere funktionelle Analysen zur Bedeutung von OPN für die Pathogenese der Psoriasis vulgaris.

Hintergrund und Ziele Autogene Knochentransplantate bieten eine Vielzahl von Möglichkeiten bei der Rekonstruktion von größeren Defekten im kraniofazialen Bereich. Allerdings sind der Anwendung auch Grenzen gesetzt. Durch die Verwendung von entsprechend vorbehandelten Stammzellen aus körpereigenen Entnahmeregionen besteht die Chance einer knöchernen Defektheilung über die Reichweite der Knochenersatzmaterialien hinaus. In dieser Studie wird das Einheilverhalten von differenzierten Stammzellen des Fettgewebes in einem bereits etablierten Defektmodell in einem Zeitraum von 7–90 Tagen beurteilt. Darüber hinaus war von Interesse, ob mesenchymale Stammzellen (MSC) in der Lage sind, eine De-novo-Knochensynthese und damit eine beschleunigte Defektheilung herbeizuführen. Methoden Im Vorfeld wurden 21 Hausschweinen körpereigene Fettzellen entnommen, ex vivo kultiviert und nach einem bereits bekannten Verfahren in osteogene Vorläuferzellen umgewandelt. Diese Gewebskonstrukte wurden auf einer kollagenen Matrix aufgebracht und in einen monokortikalen Defekt im Os frontale inseriert (Testdefekte). Zum Vergleich wurde am selben Individuum noch die bloße kollagene Matrix in einen solchen Defekt eingebracht und ein Defekt vollkommen leer belassen (Kontrolldefekte). Um den Fortschritt zu evaluieren, wurden die Tiere nach 7, 14, 30, 60 bzw. 90 Tagen getötet, der Defektbereichen entnommen und mittels Trenndünnschlifftechnik nach Donath für die Mikroradiographie und Lichtmikroskopie vorbereitet. Die quantitative Beurteilung der Denovo Knochenbildung und Mineralisation erfolgte histomorphometrisch. In der immunhistochischen Untersuchung wurde die Expression bestimmter Knochenmatrixproteine ermittelt. Ergebnisse und Beobachtungen Bei den mit osteogenen Vorläuferzellen gefüllten Knochendefekten wurde ein regelmäßiger Zuwachs beobachtet: Nach 90 Tagen waren die Defekte zu annähernd 100% mit neu gebildetem Knochen zugeheilt. Zu allen Untersuchungszeitpunkten übertrafen die Werte der Testdefekte die der Kontrolldefekte. Das Maximum der Mineralisation betrug 50% nach 60 Tagen und war damit signifikant höher als bei den mit Kollagen gefüllten Defekten und den Leerdefekten (p

Mesenchymal stem cells with an osteoblastic differentiating potency are investigated in regard of probable tissue engineering for further clinical application. The following report describes the use of cord blood derived stem cells as an alternative to other stem cell populations for bone regenerating tissue engineering.To demonstrate the multipotency of cord blood derived mesenchymal stem cells, unrestringated somatic stem cells (USSC) were isolated from cord blood and underwent an osteo-, chondro- and adipoblastic in vitro stimulation. To evaluate the osteoinductive potency of a porcine collagen I/III cell carrier USSC were incubated on this matrix. To investigate the in vivo effects of human USSC an athymic rat model was developed. These cells were transplanted into a femoral defect.Cord blood derived mesenchymal stem cells (USSC) have an in vitro multipotency and show adipo-, chondro- and osteogenic differentiation. The porcine collagen I/III carrier promoted an osteoblastic differentiation. USSC survived after xenotransplantation in an athymic rat and differentiated into osteoblasts filling the bony defect zone.Human USSC are a mesenchymal multipotent stem cell population that shows osteoblastic differentiation onto a collagen I/III carrier in vitro as well as in an athymic rat in vivo.

From a morphological point of view, osteoarthritis is characterized by continuous loss of the cartilage matrix, an increased density of the subchondral bone, and partial involvement of the synovial compartment. Research activities are focussing on gene expression and gene regulation in normal and osteoarthritic cartilage to develop prognostic markers and new therapeutic strategies. In general, chondrocytes from normal adult articular cartilage show low metabolic activity. However in osteoarthritis, activation and differentiation of chondrocytes occur. Activation involves anabolic pathways such as an enhanced expression of type II collagen as well as catabolic patterns such as the increased expression of matrix metalloproteinases. These metabolic pathways are unbalanced, leading to insufficient cartilage architecture, unable to meet the requirements for mechanical stability and load compensation. In osteoarthritis, chondrocyte differentiation is characterized by the expression of type X collagen. Further differentiation stages have been observed as shown for the expression of osteocalcin, osteopontin, or alkaline phosphatase in articular cartilage. This altered expression pattern of chondrocytes is likely to influence the biochemical and biomechanical properties of the cartilage matrix. In conclusion, new analytic and comparative methods to analyze gene and protein expression offer powerful tools to elucidate candidate genes in osteoarthritis. Detailed information on the regulatory pathways will be the basis for modulation of chondrocyte behavior and, therefore, may lead to new therapeutic approaches in the treatment of osteoarthritis.