Synovialgewebe und Fettpolster Stroma Gefäßfraktion Bioengineering bei Patienten mit Kniegelenkknorpelverletzung

Einleitung: Knorpelverletzungen betreffen bis zu 63 % der Bevölkerung und können Schmerzen und wichtige funktionelle Einschränkungen verursachen. Die Entwicklung zu Osteoarthritis kann zu einer Verschlechterung der Lebensqualität führen, zusätzlich zu einer starken Behinderung. Arthrose gilt als Volkskrankheit mit hoher wirtschaftlicher und sozialer Belastung ohne definitive Behandlung. Trotz der verschiedenen heute verfügbaren Techniken ist eine vollständige Regeneration von beschädigtem hyalinem Knorpel nicht möglich. Aus diesen Gründen hat die Zelltherapie mit mesenchymalen Zellen aufgrund der relativ einfachen Verarbeitung mehr Aufmerksamkeit in der Forschung erhalten. Synovia und infrapatellares Fettpolster sind vorhersagbare und leicht zugängliche Quellen während eines routinemäßigen arthroskopischen Eingriffs und weisen zusätzlich das größte Potenzial für eine chondrogene Differenzierung zwischen mesenchymalen Zellspenderstellen auf. In einer früheren vorklinischen translationalen Studie (FAPESP - State of São Paulo Government Research Sponsor Agency) entwickelte die Autorengruppe das Tissue Bioengineering-Protokoll in einem großen Tiermodell gemäß den Good Laboratory Practices for in Human Use Techniques (GMP). Nach Abschluss dieses Schritts schlagen die Autoren nun die klinische Phase-I/II-Studie vor.

Zweck: Das Ziel der Studie ist die Bewertung der Wirksamkeit und Sicherheit bei der Behandlung von Gelenkknorpelverletzungen mit einer Verbindung aus stromaler Gefäßfraktion, die aus der Synovia und dem infrapatellaren Fettpolster des Knies gewonnen wird, verbunden mit einem Kollagengerüst.

Methoden: Eine klinische Studie der Phase I/II (zuerst am Menschen) zur Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit der Behandlung von Knorpelschäden mit einem Gewebezüchtungskonstrukt.

Einschlusskriterien: Patienten, bei denen eine einzelne, 3 bis 6 cm2 große Knorpelläsion in voller Dicke diagnostiziert wurde, symptomatisch und ohne Besserung durch nicht-operative Behandlung. Alter zwischen 18 und 40 Jahren.

Ausschlusskriterien: jede frühere Operation zur Behandlung der Verletzung, Vorhandensein einer Pathologie im kontralateralen Knie oder andere Pathologien, die die Genesung beeinträchtigen. Serologische Tests werden für autologe Spender durchgeführt, komplette Serologie: HIV, Hepatitis-C-Virus, Hepatitis B, humanes T-lymphotropes Virus, Syphilis und Chagas.

Unsere institutionellen Ethikkommissionen haben das Protokoll genehmigt (lokales CEP: 4.285.308 und nationale CAAE: 34798720.5.0000.0068).

Das biotechnologische Konstrukt besteht aus einer stromalen Gefäßfraktion, die von der Synovialmembran und dem infrapatellaren Fett des verletzten Knies gesammelt und in einer einzigen chirurgischen Zeit einer enzymatischen Verarbeitung unterzogen wird, verbunden mit einem Kollagengerüst (Chondro-Gide, Geistlich, Schweiz). Synovial- und Fettgewebe werden über den üblichen Weg des anfänglichen chirurgischen Einschnitts zur Knorpelreparatur gesammelt und anschließend 3 Minuten lang zentrifugiert.

Die Isolierung der vaskulär-stromalen Fraktion erfolgt durch enzymatischen Verdau mit Collagenase IA. Die Zellsuspension wird zentrifugiert und der Zellknopf wird in 1 ml 0,9 %iger Kochsalzlösung suspendiert. In einem Gramm Fettgewebe findet man durchschnittlich 2 x 106 Zellen, von denen 10 % aus von Adipozyten stammenden Stromazellen bestehen.

Es werden demografische Daten der Patienten erhoben sowie Daten zur Häufigkeit von Komplikationen in der perioperativen, unmittelbaren und späten postoperativen Phase. Die Auswirkungen auf die Lebensqualität und die Kniefunktion werden durch Fragebögen bewertet. Die Dauer des Krankenhausaufenthalts sowie die Kosten für chirurgische und ambulante Behandlungen werden dokumentiert. Das nach dem Eingriff gebildete Gewebe wird anhand des modifizierten 3D-MOCART-Scores bewertet.

Dargestellt werden demografische Daten in Form von Grafiken und Tabellen, sowie die jeweiligen Häufigkeitsverteilungen möglicher Komplikationen in der peri- und postoperativen Phase sowie die Einschätzung der Wirtschaftlichkeit. Statistische Analysen werden durchgeführt, um die präoperativen und postoperativen Perioden zu vergleichen.

Zur Beurteilung der Normalverteilungsannahme wird der Shapiro-Wilk-Test und zur Analyse der Varianzhomogenität der Levene-Test durchgeführt. Bei allen Inferenzanalysen wird eine Fehlerwahrscheinlichkeit 1. Art (α) von 0,05 berücksichtigt. Zur Auswertung der quantitativen Variablen wird der Student-t-Test (oder der Mann-Whitney-Test, wenn die Variablen keine Normalverteilung aufweisen) oder die multivariate Varianzanalyse (MANOVA) verwendet. Um die Assoziation zwischen kategorialen Variablen zu überprüfen, wird der Chi-Quadrat-Assoziationstest verwendet. Für alle Analysen wird die Software SIGMAPlot 12.5 (Systat Software, Inc.) verwendet.

Die Autoren werden auch die Bewertung durch Laborcharakterisierung der vaskulären Stromafraktion von mesenchymalen Stromazellen mit zwei Methoden durchführen: Durchflusszytometrie, Immunphänotypisierungsanalyse und Zelldifferenzierungsanalyse für osteogene Abstammung, die zuvor von der Forschungsgruppe validiert wurden.

Ergebnisse:

Die primären Ergebnisse werden präoperativ, nach 6 und 12 Monaten postoperativ durch 3T-Magnetresonanztomographie (Quantität und Qualität der Reparatur), Fragebögen zur Lebensqualität und Kniefunktion sowie zu perioperativen und postoperativen Komplikationen bewertet. Sekundäre Ergebnisse werden bewertet, indem die verwendeten Gesundheitsressourcen gemessen werden, um die Kompatibilität, Reproduzierbarkeit und Verallgemeinerbarkeit der Technik sicherzustellen.

Hypothese: Die Autoren glauben, dass unerwünschte Ereignisse wie Schmerzen, Blutungen und Fieber den derzeitigen chirurgischen Eingriffen ähneln werden. Die Autoren glauben, dass sich die Kniefunktionswerte und die Lebensqualität der Patienten, die sich dem Verfahren unterziehen, durch die nicht-invasive Bewertung durch Magnetresonanz mit Knorpelgewebe von guter Qualität verbessern werden.