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Kombinierter, direkter Gentransfer von FGF-2 und sox9 via rAAV verbessert die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo
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Veröffentlicht: | 9. Oktober 2007 |
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Fragestellung: Der Transfer chondrogener Gene ist eine potentielle Möglichkeit zur Verbesserung der Knorpelreparatur. Der Wachstumsfaktor Fibroblastenwachstumsfaktor 2 (FGF-2) wirkt vorwiegend mitogen auf Chondrozyten, während der Transkriptionsfaktor Sox9 die Expression von Typ-II-Kollagen und Proteoglykanen reguliert. Wir testeten die Hypothese, daß ein kombinierter Gentransfer von FGF-2 mit sox9 durch rekombinante adeno-assozierte virale Vektoren (rAAV) die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo verbessert.
Methode: Um rAAV-hFGF-2 zu erzeugen, wurde eine humane FGF-2 cDNS in rAAV-lacZ anstelle von lacZ kloniert. Um rAAV-FLAG-hsox9 zu erzeugen, wurde eine FLAG-markierte humane sox9 cDNS in rAAV-lacZ anstelle von lacZ kloniert. rAAV-lacZ (10ul) oder rAAV-hFGF-2/rAAV-FLAG-hsox9 (10ul) wurden in osteochondrale Defekte im Femoropatellargelenk von Kaninchen appliziert. ß-gal, FLAG, Sox9, FGF-2, und Typ-II-Kollagen wurden immunhistochemisch bestimmt. Die Knorpelreparatur wurde nach 4 Monaten durch ein etabliertes Bewertungssystem ausgewertet. Ein multivariantes Statistikmodell bestimmte die Signifikanz.
Ergebnisse: Die Expression des FLAG-tag und FGF-2 blieb auf rAAV-hFGF-2/rAAV-FLAG-hsox9-transduzierte Defekte beschränkt, während ß-gal in rAAV-lacZ-transduzierten Defekte exprimiert wurde. Sox9 wurde in beiden Gruppen exprimiert. Die Knorpelreparatur war nach 4 Monaten in FGF-2/sox9-behandelten Defekten signifikant in den Einzelkategorien Defektfüllung, Matrixanfärbbarkeit mit Safranin O, Zellmorphologie, Defektarchitektur, Oberflächenbeschaffenheit, Neubildung des subchondralen Knochens und der Tidemark sowie der Gesamtpunktzahl des Bewertungssystems im Vergleich mit lacZ-Defekten verbessert (FGF-2/sox9: 12,5 Punkte; lacZ: 16,8 Punkte; stets P<0,001; n=7). rAAV-hFGF-2/rAAV-FLAG-hsox9-transduzierte Defekte wiesen jeweils eine höhere Immunoreaktivität für Typ-II-Kollagen als die Kontrollgruppe auf.
Schlussfolgerungen: Die rAAV-vermittelte Überexpression der Kombination von FGF-2 mit sox9 verbessert die Reparatur von osteochondralen Defekten in vivo. Diese Ergebnisse unterstützen das Konzept der Anwendung von direkten, kombinierten therapeutischen rAAV-Gentransfervektoren zur Entwicklung neuer Therapien für fokale Knorpeldefekte.