Mesenchymal stem cells for bone regeneration - molecular and tissue-engineering strategies

Der er et stigende klinisk behov for tissue engineering af autologt knoglevæv som alternativ til anvendelse af knoglegraft. Denne ph.d.-afhandling er baseret på tre eksperimentelle studier, som evaluerer potentialet for mesenkymale stamceller (MSCs) for knoglevævs opbygning. Studierne er udført på Ortopædisk Forsknings Laboratorium, Klinisk Institut, Ortopædkirurgisk Afdeling E, Århus Sygehus og Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO), Aarhus Universitet.

Formålet med det første studie var at optimere metoder til genetisk modifikation af MSCs fra grise. Det andet studie undersøgte proliferation, morfologi samt osteogen differentiation af humane MSCs stimuleret af forskellige implantre-levante metaloverflader. Formålet med det tredje studie var at evaluere effekten af 3-D-dynamisk cellekultur på proliferation, fordeling og differentiation af humane MSCs.

Studierne konkluderede, at yderligere optimering af de klinisk relevante non-virale gentransfermetoder er nødvendige. Genetisk modifikation af MSCs med ex vivo adeno associated virusmedieret og retroviral gene delivery er af speciel interesse for strategier, som kræver transient og langtidstransgenekspression. Kombineret anvendelse af MSCs og tantalum-metal er vist at være en lovende kombination til knogle-tissue engin-eering, medens yderligere studier er nødvendige for at forstå kroms biologiske rolle som i knoglevævsimplantater. 3-D-cellekultur af MSCs kan effektivt stimuleres med dynamisk væskekonvektion i den initielle fase af ex vivo knogle-tissue engineering. For at kunne udnytte MSCs regenerative potentiale bedst muligt, bør kombination af gentransferteknikker, optimerede cellekulturmetoder og knoglestimulerende metaller anvendes.