@phdthesis{Schmalzl2016,
  author    = {Schmalzl, Jonas Georg},
  title     = {Genetische Modifikation humaner mesenchymaler Stammzellen zur Stimulation der Knochenheilung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142391},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Fragestellung: Die Therapie von Knochendefekten kritischer Gr{\"o}ße mit kompromittiertem Regenerationspotential, stellt ein schwerwiegendes Problem dar. Die Forschung auf dem Gebiet der Knochenheilung hat sich in j{\"u}ngster Vergangenheit daher auf die Anwendung mesenchymaler Vorl{\"a}uferzellen (MSZ) zur Stimulierung des Knochenwachstums konzentriert. In der vorliegenden Studie wurde in humanen MSZ eine {\"U}berexpression spezifischer Wachstumsfaktoren induziert mit dem Ziel, deren osteogenes Potential zu steigern. Methodik: MSZ wurden nach etablierten Protokollen expandiert. Durch adenovirale Transfektion wurde eine {\"u}berexpression von gr{\"u}n fluoreszierendem Protein (GFP, Kontrolle), indian hedgehog (IHH), bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) und IHH in Kombination mit BMP-2 induziert. Die MSZ wurden f{\"u}r 28 Tage mit osteogenem Differenzierungs- und Kontrollmedium kultiviert. Als weitere Kontrolle dienten native MSZ. Es wurden die Auswirkungen der jeweiligen genetischen Ver{\"a}nderungen auf die metabolische Aktivit{\"a}t (Alamar Blau), die Proliferation (Qubit dsDNA BR), die Aktivit{\"a}t des Enzyms alkalische Phosphatase (ALP)(p-Nitrophenylphosphat), die Mineralisierung (Alizarinrot S, Calcium O-Cresolphthalein) sowie auf die Expression charakteristischer Markergene untersucht (qRT-PCR). Ergebnis: In den ersten 72h nach Transfektion konnte eine leichte, im Vergleich zu nativen Zellen nicht signifikante Abnahme der metabolischen Aktivit{\"a}t in allen Gruppen beobachtet werden. Das Proliferationsverhalten transfizierter und nativer MSZ unterschied sich w{\"a}hrend des Untersuchungszeitraums nicht signifikant. Bei der Analyse der ALP-Aktivit{\"a}t zeigte sich ein typisches Rise-and-Fall Muster. Alle ost Gruppen wiesen sowohl im Assay als auch in der PCR eine signifikant h{\"o}here ALP-Aktivit{\"a}t auf. Die {\"U}berexpression von BMP-2 und IHH+BMP-2 bewirkte eine signifikant st{\"a}rkere Mineralisierung an Tag 28. In der PCR zeigte sich f{\"u}r BMP-2 ost und IHH+BMP2 ost ein signifikanter Anstieg der Osteopontin und BMP-2 Expression {\"u}ber die Zeit. Zudem stieg bei allen ost Gruppen die Runx2 Expression bis Tag 21 an. Schlussfolgerung: Die virale Transfektion hatte keinen negativen Einfluss auf die metabolische Aktivit{\"a}t der Zellen oder deren Proliferationsverhalten. Die {\"U}berexpression von BMP-2 ohne oder in Kombination mit IHH f{\"u}hrte zu einer vermehrten Produktion extrazellul{\"a}rer Matrix und zu einer gesteigerten Genexpression osteogener Marker. Die virale Transfektion stellt daher eine vielversprechende M{\"o}glichkeit dar, das osteogene Potential von MSZ zu steigern.},
  subject      = {Stammzellen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stueber2007,
  author    = {St{\"u}ber, Jens Christian},
  title     = {In vitro Untersuchungen zur Rekonstruktion von Meniskusdefekten mit mesenchymalen Stammzellen eingebettet in Polylaktid-Kollagen I-Hydrogelkonstrukten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25074},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Der Meniskus gleicht die Inkongruenz der beiden Gelenkpartner im Kniegelenk aus und f{\"u}hrt somit zu einer Reduktion der Knorpelbelastung. Aufgrund der eingeschr{\"a}nkten Selbstheilungsf{\"a}higkeit des bradytrophen Meniskusgewebes bleibt bei Verletzung oft nur die operative Teilresektion als Therapie der Wahl. In dieser in vitro Untersuchung erfolgte die Implantation eines mit mesenchymalen (MSZ) Stammzellen beladenem Polylaktid-Kollagen-I-Hydrogel. Die MSZ zeigten eine in der Histologie und PCR nachgewiesene chondrogene Differenzierungspotenz innerhalb des Polylaktidkonstruktes. Innerhalb des Stanzdefektes konnte eine Anhaftung der MSZ an das Meniskusgewebe sowie die Ausbildung einer stabilen Kollagen-I-Matrix gezeigt werden. Die Arbeit stellt die Grundlage f{\"u}r eine sp{\"a}tere tierexperimentelle Studie dar.},
  subject      = {mesenchymale Stammzellen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rackwitz2007,
  author    = {Rackwitz, Lars},
  title     = {In-vitro-Untersuchungen zur chondrogenen Differenzierung von humanen mesenchymalen Stammzellen in einem Kollagen I Hydrogel f{\"u}r den Gelenkknorpelersatz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22547},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {No abstract available},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schupp2006,
  author    = {Schupp, Kathrin},
  title     = {In vitro Herstellung eines vorderen Kreuzbandkonstruktes aus mesenchymalen Stammzellen und einem Kollagen Typ I-Hydrogel},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21620},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Verletzungen des vorderen Kreuzbandes geh{\"o}ren zu h{\"a}ufigsten Verletzungen des menschlichen Bandapparates. Da das vordere Kreuzband {\"u}ber ein schlechtes intrinsisches Heilungspotenzial verf{\"u}gt, ist heutzutage die chirurgische Rekonstruktion mittels Sehnentransplantaten die Therapie der Wahl. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit der Fragestellung, ob es m{\"o}glich ist, ein Kreuzband-Konstrukt aus mesenchymalen Stammzellen (MSCs) und einem Kollagen Typ I-Hydrogel herzustellen und wie die Einwirkung von mechanischem Stress die Struktur und Eigenschaften eines solchen Band{\"a}quivalentes ver{\"a}ndert. Daf{\"u}r wurden MSCs und endst{\"a}ndige Knochenbl{\"o}cke in ein Kollagen Typ I-Hydrogel eingebracht. Das Konstrukt wurde zun{\"a}chst eine Woche horizontal kultiviert, um den Zellen eine Umwandlung des Gels und eine Anheftung der Knochenbl{\"o}cke zu erm{\"o}glichen. Anschließend wurde {\"u}ber 2 Wochen eine zyklische Dehnung in einem speziell daf{\"u}r entworfenen Bioreaktur auf das Konstrukt ausge{\"u}bt. Histochemische ( HE, Masson-Goldner, Azan, Sirius-Red) und immunhistochemische (Kollagen I und III, Fibronektin, Vimentin und Elastin) F{\"a}rbungen zeigten eine Induktion der Matrixproduktion mit wellenf{\"o}rmig in Achse des Zuges ausgerichteten Kollagenfasern, die Zellkerne stellten sich elongiert dar. RT-PCR-Analysen zeigten ebenso eine deutlich vermehrte Expression der oben genannten Fibroblastenmarker. Bei ungedehnten, horizontal kultivierten Kontrollkonstrukten waren keinerlei Ver{\"a}nderungen der Matrix zu erkennen. Das Konstrukt war jedoch nicht stabil genug, um f{\"u}r die klinische Anwendung zum Einsatz zu kommen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kuhnen2006,
  author    = {Kuhnen, Sebastian},
  title     = {Charakterisierung von sFRP4 als phosphatsensitives Phosphatonin in mesenchymalen Stammzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22738},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Phosphat stellt einen essenziellen Bestandteil der Knochenhartsubstanz dar und ist zudem erforderlich, um mesenchymale Stammzellen osteogen zu differenzieren. Bei der Aufkl{\"a}rung molekularer Pathomechanismen von St{\"o}rungen der Phosphathom{\"o}ostase wurden in den vergangenen zehn Jahre mehrere Botenstoffe identifiziert, die spezifische Wirkungen auf den systemischen Phosphathaushalt haben. Die als „Phosphatonine" bezeichneten Substanzen FGF23 (Fibroblastenwachstumsfaktor 23), sFRP4 (secreted frizzled related protein 4), FGF7 (Fibroblastenwachstumsfaktor 7) und MEPE (matrix extracellular phosphoglycoprotein) induzieren eine negative Phosphatbilanz, indem sie an der Niere phosphaturisch wirken. Ziel dieser Arbeit war es, eventuell vorhandene Interaktionen zwischen knochenbildenden Zellen, Phosphat und den inzwischen bekannten Substanzen mit Wirkung auf den Phosphathaushalt zu charakterisieren. Dazu wurden immortalisierte Zelllinien mesenchymaler Stammzellen (hMSC-TERT) und fetaler Osteoblasten (hFOB) konzentrations- und zeitabh{\"a}ngig mit Phosphat stimuliert (von 1,25 mM bis 20 mM, von 0 bis 48 h). Die quantitative real-time-PCR zur relativen mRNA-Quantifizierung wurde dabei in der Arbeitsgruppe als Methode etabliert, um den Einfluss dieser erh{\"o}hten Phosphatspiegel im N{\"a}hrmedium auf die Expression von Genen des Phosphatstoffwechsels und Markern der osteogenen Differenzierung zu analysieren. Untersucht wurden Col1 (Kollagen 1), OC (Osteokalzin), AP (Alkalische Phosphatase) und OP (Osteopontin) als Differenzierungsmarker, Pit-1 (Natrium-Phosphattransporter), sFRP4, MEPE und FGF23 als Schl{\"u}sselsubstanzen im Phosphatstoffwechsel sowie Aktin und EF1a als Housekeeping-Gene. Die real-time-PCR wurde mit der SYBR® Green-Methode durchgef{\"u}hrt, die Effizienzbestimmung erfolgte mit LinRegPCR, die Auswertung mit REST© und REST 2005, jeweils f{\"u}r die ermittelte Effizienz und die als optimal angenommene Effizienz (E=2). Zun{\"a}chst konnte die Expression des Natrium-Phosphattransporters Pit-1 in den Zellen hMSC-TERT und hFOB nachgewiesen werden. Bei beiden Zelllinien zeigte sich, dass die Expression von sFRP4 mit steigender Phosphatkonzentration bzw. steigender Stimulationsdauer nach unten reguliert wird. Beim Vergleich aller stimulierten Proben mit den unstimulierten Kontrollen fiel das Expressionsverh{\"a}ltnis bei hMSC-TERT ungef{\"a}hr auf die H{\"a}lfte des Ausgangswertes (0,52; p<0,05), bei hFOB reduzierte es sich auf zwei Drittel (0,67; p<0,05). Es ist somit anzunehmen, dass Phosphat in der Lage ist, die Genexpression von sFRP4 in hMSC-TERT und hFOB nach unten zu regulieren. F{\"u}r Pit-1 ergab sich bei hMSC-TERT der Hinweis auf eine gesteigerte mRNA-Expression unter Phosphateinwirkung, f{\"u}r hFOB-Zellen konnte diese Beobachtung nicht gemacht werden. Beide Zelllinien zeigten unter Phosphat-Stimulation und maximaler Einwirkzeit von 48 h kein einheitliches Expressionsmuster, das auf eine beginnende Differenzierung hinweisen w{\"u}rde. Der in dieser Arbeit gefundene Hinweis auf eine Phosphatsensitivit{\"a}t von sFRP4 in mesenchymalen Stammzellen und Osteoblasten l{\"a}sst somit die Vermutung einer physiologischen Beteiligung von sFRP4 an der Phosphatregulation zu. Es bleibt zu kl{\"a}ren, inwieweit andere Phosphatonine an solchen Signalachsen beteiligt sind. Spekuliert werden kann, dass sFRP4 auch als Antagonist des Wnt-Signalweges bei Differenzierungsvorg{\"a}ngen eine gr{\"o}ßere Rolle spielt als bisher angenommen. Des Weiteren sollte in der vorliegenden Arbeit ein Genexpressionssystem (Tet-On™ Konstrukt) in mesenchymalen adulten Stammzellen (hMSC-TERT) etabliert werden, mit dem im Endzustand die Expression beliebiger Gene Tetracyclin-abh{\"a}ngig induziert werden kann. Diese Arbeiten konnten bis zur ersten Transfektion erfolgreich durchgef{\"u}hrt werden: F{\"u}r einen Referenz-Vektor zeigte sich eine ausgepr{\"a}gte Induzierbarkeit durch Doxycyclin. Als erstes Gen sollte sFRP4 {\"u}berexprimiert werden, das daf{\"u}r zun{\"a}chst isoliert, sequenziert und kloniert wurde und nun f{\"u}r den Einsatz in diesem Genexpressionssystem zur Verf{\"u}gung steht. Die Aufkl{\"a}rung der Regulationsmechanismen und auch der Wirkungsweise von Phosphat wird ein wichtiges Ziel zuk{\"u}nftiger Forschung sein und eventuell neue therapeutische M{\"o}glichkeiten zur Behandlung von krankhaften Abweichungen der Phosphathom{\"o}ostase er{\"o}ffnen.},
  language  = {de}
}