In vivo Evaluation von rhGDF-5 (growth differentiation factor 5) im Heilungsverlauf tiefdermaler Wunden an Göttinger Minipigs

Abstract

In Deutschland werden jährlich circa 3,5 Millionen Menschen wegen chronischer Wunden behandelt. Dabei entstehen schätzungsweise Kosten in Höhe von rund fünf Milliarden Euro. Darüber hinaus ist die Versorgung der betroffenen Patienten nach wie vor in vielen Fällen unbefriedigend. Der komplexe Vorgang der Wundheilung wird unter anderem von einer Vielzahl von Wachstumsfaktoren reguliert und gesteuert. Diese beeinflussen durch verschiedene Mechanismen sowohl molekulare als auch zelluläre Vorgänge der Wundheilung. Das humane GDF-5 (auch als BMP-14 oder CDMP-1 bekannt) ist ein gut charakterisiertes, hochwirksames Peptidhormon, welches die Entwicklung vieler Zellen und Gewebe im embryonalen und reifen Stadium beeinflusst. Weiterhin spielt GDF-5 eine entscheidende Rolle in der Umformung und Neubildung von Blutgefäßen, Nerven und Weichgewebe und bewirkt eine erhöhte Proliferation und Migration von 3T3 Fibroblasten in vitro. Neben der bekannten Induktion von Knochen und Knorpel wurden inzwischen einige weitere Eigenschaften dieses Proteins entdeckt, die eine entscheidende Rolle in der Wundheilung übernehmen könnten. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen der vorliegenden Studie die Wirkung des GDF-5 in unterschiedlichen Konzentrationen auf die Heilung tief dermaler Wunden in einem Göttinger Minipigmodell untersucht. In der Studie wurden 60 tief dermale Wunden an Göttinger Minipigs (2,0 cm Durchmesser, paravertebral) randomisiert mit unterschiedlichen Konzentrationen GDF-5 behandelt. Als Trägermatrix wurde ein biodegradables Kollagen-Vlies verwendet, in dem GDF-5 industriell standardisiert eingebunden wurde. Die Wundheilung wurde im Verlauf einer Behandlungsdauer von 21 Tagen planimetrisch, histologisch und im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe evaluiert. In allen Gruppen war innerhalb der Behandlungsdauer ein kompletter Wundverschluss zu beobachten. Die systematische Evaluation zeigte neben einer beschleunigten Wundheilung eine signifikante Zunahme der Epidermisdicke und der epidermalen Zellzahl durch die Behandlung mit GDF-5 im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe. Die besten Ergebnisse im Hinblick auf histologische Hautqualität und Geschwindigkeit der Wundheilung konnten durch Mehrfachapplikation (insbesondere in der Gruppe mit 500 ng GDF-5) nachgewiesen werden. Trotz rasanter Fortschritte in der Medizin ist der Bedarf an innovativen Verfahren zu Verbesserung der Heilungserfolge bei komplexen Wunden nach wie vor sehr groß. Die hier gewonnen Daten bieten eine gute Voraussetzung für weitere detaillierte Studien über die verwendeten Biomaterialen um deren Einsatz in der Regenerativen Medizin und Rekonstruktiven Chirurgie weiter zu evaluieren.