Fakultät 2: Universitätspreis für die beste Masterarbeit 2021

Knorpeldefekte und pathologische Veränderungen, zu denen auch die Arthrose gehört, nehmen aufgrund der immer älter werdenden Bevölkerung und eines ungesunden Lebensstils weiter zu. Die einzige dauerhafte Lösung für fortgeschrittene Knorpelschäden ist bisher der Austausch von Gelenken durch Prothesen. Neue Therapieansätze verwenden Zellen zur Wiederherstellung von geschädigtem Gewebe. Zu dieser sog. „Zellbasierten Regeneration“ von Knorpelgewebe werden bereits Zellsuspensionen und auch in vitro Gewebe aus Knorpelzellen eingesetzt. Ein Kombitransplantat (Knorpel-Knochen Mikrogewebe) wäre eine Möglichkeit zur Behandlung von „tiefen“ Knorpeldefekten und auch ein Therapieansatz für Arthrose. Aktuell gibt es noch keine Therapieoptionen zur Heilung von Arthrose.

Es konnte erfolgreich Mikrogewebe aus humanen Knorpel- und Knochenzellen hergestellt, in Co-Kulturen überführt und umfangreich gewebetypisch charakterisiert werden. Hierbei wurden unterschiedliche Medien­zusammensetzungen getestet, da einzelne Zelltypen meist nur in spezifischen Medien­ ihre gewebetypischen Merkmale ausbilden (Differenzierung), was eine große Herausforderung bei einer „Kombi“-Kultur darstellt. Beispielsweise zeigte sich, dass spezifische Komponenten im Osteoblasten-Medium einen negativen Einfluss auf die Knorpelzelldifferenzierung haben.

Die Co-Kultur Experimente zeigten, dass die beiden Zelltypen sich gegenseitig in der Differenzierung beeinflussen. Der negative Effekt des Osteoblasten-Mediums auf Knorpelzellen wurde durch die Co-Kultivierung mit Osteoblasten teilweise wieder aufgehoben. Umgekehrt hatte der Differenzierungsgrad der Chondrozyten einen reziproken Effekt auf die Differenzierung von Osteoblasten.

Um die Idee eines Kombitransplantats weiter zu verfolgen, müssen noch weitere Experimente zum Differenzierungsgrad von Chondrozyten und Osteoblasten im Gewebeverbund durchgeführt werden.