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Knorpel-Synovialis-Cokultur: Humanes ex vivo-Modell der Knorpeldegeneration
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Veröffentlicht: | 8. Oktober 2019 |
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Einleitung: Sowohl die rheumatoiden Arthritis (RA) als auch die Arthrose (OA) sind gekennzeichnet durch Degradation von Knorpelgewebe. Dennoch sind humane ex vivo Knorpelmodelle selten. In dieser Arbeit untersuchten wir den Einfluss von explantiertem humanem Synovialisgewebe sowie Stimulantion mit TNF-α auf den Proteoglycangehalt des Knorpels in einem Kokultur-Modell aus Synovialmembran und Knorpel.
Methoden: Im Rahmen von Knie- und Hüftgelenkersatzoperationen wurden Knorpel- und Synovialisproben von Patienten mit OA und RA entnommen. Der Knorpel wurde entweder in Monokultur oder in Co-Kultur mit Synovialis mit oder ohne Stimulation mit TNF-α (10 pg/ml) für bis zu 28 Tage kultiviert. Die Explantate wurden nach maximal 28 Tagen geerntet und der Proteoglycangehalt mittels mit Safranin-O-Färbung bestimmt. Hierzu wurde ein vierstufiger, semiquantitativer Score von 0 (kein Proteoglycan-Gehalt) bis 3 (hoher Proteoglycangehalt) angewandt. Zu Identifizierung von Fakotren, die den Proteoglycangehalt beeinflussen, wurden gemischte lineare Modelle, adjustiert für Alter und Geschlecht, verwendet.
Ergebnisse: Proben von 18 Patienten (9 OA, 9 RA) wurden untersucht. Nach 28 Tagen zeigte sicht ein deutlich reduzierter Proteoglykangehalt in Co-Kultur verglichen mit Knorpel-Monokultur. Dieser Effekt wurde durch die Stimulation mit TNF-α in Co-Kultur weiter verstärkt (Abbildung 1 [Abb. 1]). Assoziiert mit einem signifikanten Proteoglyan-Verlust waren die Zeitdauer der Kultur (P=0,02), die Stimulation mit TNF-α (p = 0,0007) sowie die Co-Kultur mit Synovialisgewebe (p = 0,00002) mit signifikantem Ergebnis in der uni- und multivariaten Analyse.
Schlussfolgerung: Stimulation von Knorpelgewebe mit TNF-α führt zu einem Proteoglykan-Verlust. Dieser Effekt wird verstärkt durch Co-Kultur von Knorpel- und Synovialisgewebe. Die stimulierte Co-Kultur von Knorpel und Synovials von Patienten mit RA und OA kann als humanes ex vivo Modell für den Knorpelabbaus ein einer RA-ähnichen Umgebung dienen.