ISSN:
1433-0431
Keywords:
Schlüsselwörter Chondrozytentransplantation • Knorpelmatrixsynthese • Synovialflüssigkeit
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Key words Chondrocyte transplantation •¶Cartilage matrix synthesis • Synovial fluid
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Medicine
Description / Table of Contents:
Summary Successful transplantation of autologous chondrocytes for repair of articular cartilage defects requires an undisturbed matrix-synthesis of the transplanted cells. This, in turn, is dependent on the composition of the synovial fluid (SF) of the respective joint. We addressed the question whether analysis of a patient's SF can predict the rate of matrix-synthesis of articular cartilage exposed to this SF in vitro. SF was obtained from 115 patients with disorders of the knee, including gonarthrosis (n = 44), meniscal tears (n = 10), rheumatoid arthritis (n = 53), and reactive arthritides (n = 8). In the SF, the following parameters were determined: Interleukin-1β, IL-6, IL-8, IL-1-RA, TNFα, Insulin-like growth-factor I (IGF-I), IGF-II, IGF-binding protein-2 (IGFBP-2), IGFBP-3 as well as total proteinase activity and total collagenase activity. To assess the effect of SF on the matrix synthesis of articular chondrocytes, bovine cartilage was incubated in the presence of SF, and the rate of proteoglycan synthesis subsequently determined. In some cases, a monoclonal antibody directed against IGF-I was added. SF from patients with OA or trauma, respectively, stimulated PG-synthesis of bovine cartilage more markedly than did SF from patients with rheumatic arthritides. On the average, 60 percent of the SF-induced increase of cartilage matrix synthesis could be titrated out by an anti-IGF-I-AB. The best predictor for the SF-effects on PG-synthesis of exposed cartilage was the proportion of free IGF-I (r = 0.573, p 〈 0.001, Spearman rank correlation) followed by the SF-concentrations of IGF-I (with a positive sign), IGFBP-3, IL-1β, and TNFα (all with a negative sign). According to our data, IGF-I is the most important anabolic factor in human SF with respect to cartilage PG-synthesis. The proportion of free IGF-I seems to be of special importance in this regard. Low SF-levels of free IGF-I could be identified as a possible risk-factor for a sub-optimal protoeglycan synthesis of chondrocytes exposed to this synovial milieu.
Notes:
Zusammenfassung Der Erfolg einer autologen Chondrozytentransplantation zur Behandlung von Knorpeldefekten ist u. a. an eine ungestörte Matrixsynthese der transplantierten Zellen geknüpft, die wiederum von der Zusammensetzung der Synovialflüssigkeit im betreffenden Gelenk abhängig ist. Wir sind der Frage nachgegangen, inwieweit die Analyse der Synovia von Patienten eine Voraussage der Matrixsyntheserate von Gelenkknorpel zulässt, welcher in dieser Synovialflüssigkeit kultiviert wird. Von 115 Patienten mit Kniegelenkerkrankungen wurde Synovialflüssigkeit (SF) gewonnen. Es handelte sich um 44 Patienten mit Gonarthrose (OA), 10 Patienten mit Meniskusverletzungen (Men), 53 Patienten mit rheumatoider Arthritis (RA) und 8 Patienten mit reaktiven Arthritiden (ReA). In der SF wurden die folgenden Parameter bestimmt: Interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-8, IL-1-RA, TNF-α, Insulin-Wachstumsfaktor I (IGF-I), IGF-II, IGF-Bindungsprotein-2 (IGFBP-2), IGFBP-3, sowie die Gesamtaktivität von Proteinasen bzw. Kollagenasen. Zur Bestimmung des Effekts der einzelnen SF-Probe auf die Matrixsynthese artikulärer Chondrozyten wurde boviner Gelenknorpel in Anwesenheit von SF inkubiert und anschließend die Proteoglykan(PG)syntheserate bestimmt. In weiteren Fällen wurde in separatem Ansatz zusätzlich ein spezifischer monoklonaler Anti-IGF-I-Antikörper (Anti-IGF-I-AB) zugegeben. SF von Trauma- bzw. OA-Patienten stimulierte die PG-Synthese bovinen Knorpels in vitro mehr als SF-Proben von Patienten mit rheumatischen Arthritiden. Im Mittel 60 % der SF-bedingten Steigerung der Knorpelmatrixsynthese ließen sich durch einen Anti-IGF-I-AB heraustitrieren. Den besten Vorhersagewert für die Effekte einer SF-Probe auf die PG-Synthese exponierten Knorpels hatte der Anteil an freiem IGF-I (r = 0,573, p 〈 0,001, Spearman-Rang-Korrelation), gefolgt von der IGF-I-Konzentration (mit positivem Vorzeichen) sowie den Konzentrationen von IGFBP-3, IL-1β und TNF-α (jeweils mit negativem Vorzeichen). Keinen ersichtlichen Einfluss hatte das Alter der Patienten. Wichtigster anaboler Faktor in der SF für die Knorpel-PG-Synthese ist nach den vorliegenden Daten IGF-I, wobei dem nicht gebundenen Anteil des IGF-I offenbar besondere Bedeutung zukommt. Niedrige SF-Spiegel an freiem IGF-I konnten als möglicher Risikofaktor für eine suboptimale Proteoglykansynthese von Chondrozyten identifiziert werden, welche diesem synovialen Milieu ausgesetzt sind.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/PL00003711
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