Die in vitro Zellularität humaner Bandscheibenzellen unter simulierten entzündlichen Bedingungen und antiphlogistischer Therapeutika als Funktion der perizellulären Matrix

Abstract

74%-85% aller in Deutschland lebenden Menschen leiden mindestens einmal in ihrem Leben an Rückenschmerzen. Hierbei sind etwa 40% auf degenerative Bandscheibenerkrankungen zurückzuführen (Raspe), wenngleich degenerative Veränderungen häufig altersbedingt und ohne Krankheitswert sind. Degenerative Veränderungen finden sich, lt. einer Studie aus dem Jahre 1988 von Miller et al., bei Männer in der zweiten, fünften und sechsten Lebensdekade im Bereich der LWK3/4 und LWK4/5 (Miller et al., 1988). Die degenerativen Veränderungen des makromolekularen Milieus bedingen eine Veränderung in der Umwandlung der biochemischen und biomechanischen Signale der Bandscheibenzellen (Heyde, 2006). Die perizelluläre Matrix, als Bestandteil der extrazellulären Matrix, scheint hierbei eine bedeutende Rolle in Bezug auf die Regulation der Zellaktivität zu spielen (Wilusz et al., 2014). Der Erhalt der perizellulären Matrix und des Chondrozytenphänotyps kann, in vitro, mittels dreidimensionalem Wachstumsmedium gesichert werden (Vonk et al., 2010). Das Therapiespektrum bei Rückenschmerzen auf Grund degenerativer Veränderungen umfasst Physiotherapie, medikamentöse Therapieansätze (diese richten sich nach dem WHO-Stufenschema), sowie operative Behandlungsmethoden. In dieser Arbeit wurden humane Bandscheibenzellen, aus intraoperativ gewonnenem degeneriertem Bandscheibengewebe isoliert und in einem dreidimensionalem Wachstumsmedium (Alginat) kultiviert. Das Patientenkollektiv bildet eine repräsentative Stichprobe zur der oben genannten Studie von Miller et al.. Zellen im Besitz ihrer perizellulären Matrix (Chondrone) zeigen, unabhängig vom vorliegenden Degenerationsgrad des Gewebes, signifikant eine vermehrte Zunahme der Zellanzahl in einer definierten Zeiteinheit gegenüber Zellen, die ihre extrazelluläre Matrix verloren haben (Chondrozyten) (p=0,003). Zielsetzung im zweiten Studienabschnitt war die Untersuchung klinisch verwendeter entzündungsmodulierender Therapeutika unter Simulation einer entzündlichen Umgebung durch IL-1β. Die Untersuchungen ergaben, dass nach 19 Tagen bei der Mehrzahl der angelegten Kulturen, unabhängig vom zugegebenen Medikament, eine, teilweise signifikante, Zunahme der Zellanzahl gegenüber der Kontrollgruppe festgestellt werden konnte. Eine Zugabe von IL-1β führte bei den meisten Kulturen zu einer Zunahme der Zellanzahl.