Epithelialer Defektreparatur in Auricula und Gehörgang durch Transplantation kultivierter Aggregate aus adipösen mesenchymalen Stammzellen und extrazellulärer Matrix
Einleitung
Chirurgische Entfernungen stellen die primäre Behandlung verschiedener Ohrenerkrankungen dar, einschließlich kongenitaler und erworbener Concha-Atresie-Deformitäten, maligner Tumoren des äußeren Gehörgangs sowie chronisch-suppurativer Attiko-Antrum-Erkrankungen im Mittelohr. Diese Eingriffe führen jedoch häufig zu Hautdefekten der Concha und Exposition des mastoidalen Temporalknochens. Die vollständige Heilung hängt maßgeblich von der epidermalen Regeneration ab. Verzögerte Epithelialisierung kann langfristige Otorrhoe, Superinfektionen und Granulationsbildung verursachen, welche die Heilung weiter beeinträchtigen und die Lebensqualität der Patienten mindern. Klinische Studien zeigen, dass bei fast einem Drittel der Patienten keine oder nur verzögerte Epithelialisierung vor Infektionsbeginn auftritt.
Bisherige Techniken wie Vollhauttransplantate, Temporalismuskelfaszien-Periosflaps, Knochenpasta oder Beta-Trikalziumphosphat erzielten unbefriedigende Ergebnisse. Auch gewebetechnische Ansätze mit Zellen, Scaffolds und Wachstumsfaktoren zeigen zwar vielversprechende Ergebnisse, sind jedoch durch lange Wartezeiten, fragile Zellschichten, geringe Transplantationserfolgsraten und unzureichende Vaskularisation limitiert.
Diese Studie untersucht die Anwendung von Aggregatextrakten aus adipösen mesenchymalen Stammzellen (ADMSC) kombiniert mit extrazellulärer Matrix (ECM) zur Behandlung von Vollhautdefekten im Kaninchenmodell. ADMSC sezernieren geweberegenerative Faktoren, induzieren geringe Immunantworten und lassen sich einfach expandieren. ECM-Scaffolds fördern nachweislich die Wundheilung und Vaskularisation.
Methoden
Ethische Genehmigung
Die Studie erfolgte gemäß der Deklaration von Helsinki und wurde durch die Tierethikkommission der Fourth Military Medical University genehmigt (Lizenznummer: SCXK 2007-007).
Isolierung und Kultivierung von ADMSC
Fettgewebe aus der Inguinalregion zweiwöchiger Neuseelandkaninchen wurde mit Kollagenase Typ I verdaut, filtriert und in α-MEM-Medium mit FBS, Glutamin und Antibiotika kultiviert. Bei 80–90 % Konfluenz erfolgte die Subkultivierung.
Charakterisierung der ADMSC
Durchflusszytometrie (CD14, CD90, CD29, CD45), MTT-Assay (Proliferation) sowie Adipo- und Osteogenese-Assays bestätigten Phänotyp und Multipotenz.
Herstellung von ADMSC-Aggregat-ECM
ECM-Scaffolds (15 mm) wurden mit ADMSC besiedelt und mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) sowie konfokaler Mikroskopie analysiert.
Einfluss des Scaffolds auf Wachstumsfaktorsekretion
Die mRNA-Expression von TGF-β, HGF und EGF wurde mittels q-PCR, die Proteinexpression mittels Western Blot quantifiziert.
Vollhautdefektmodelle
An Auricula und Gehörgang von Kaninchen wurden Vollhautdefekte erzeugt. Die Randomisierung erfolgte in drei Gruppen: ADMSC-Aggregat-ECM, ECM und Kontrolle. Die Heilung wurde klinisch, histologisch (H&E-Färbung) und über den Scar Elevation Index bewertet.
Ergebnisse
Charakterisierung der ADMSC
ADMSC zeigten spindelförmige Morphologie, Expression von CD90/CD29, keine CD14/CD45-Expression, exponentielle Proliferation (Peak nach 5–6 Tagen) sowie erfolgreiche Differenzierung in Adipozyten/Osteoblasten.
Scaffold-Eigenschaften und ADMSC-Proliferation
REM-Analysen offenbarten ein vernetztes Kollagennetzwerk im ECM-Scaffold. ADMSC zeigten adhärentes Wachstum und erhöhte S-Phasen-Aktivität (ECM vs. Kontrolle). Die q-PCR detektierte hochregulierte TGF-β-, EGF- und HGF-Expression.
Heilung von Gehörgangsdefekten
Nach 4 Wochen zeigte die ADMSC-ECM-Gruppe vollständige, gewebeähnliche Regeneration, während ECM- und Kontrollgruppen nur partielle Heilung aufwiesen. H&E-Färbung bestätigte normale Hautarchitektur in der ADMSC-ECM-Gruppe. Western Blot zeigte erhöhte bFGF-, EGF-, HGF-, VEGF- und TGF-β1-Spiegel in beiden Scaffold-Gruppen.
Heilung von Auriculadefekten
Nach 2 Wochen betrugen die Heilungsraten 69,02 ± 6,36 % (ADMSC-ECM), 59,32 ± 4,10 % (ECM) und 43,74 ± 12,15 % (Kontrolle). Der Scar Elevation Index lag nach 7 Wochen bei 2,08 ± 0,87 (ADMSC-ECM) vs. 4,06 ± 0,45 (Kontrolle), wobei die ADMSC-ECM-Gruppe diesen Wert bereits nach 3 Wochen erreichte.
Diskussion
Die Studie demonstriert die Überlegenheit von ADMSC-Aggregat-ECM in der Förderung rascher, narbenarmer Hautregeneration. Die ECM bietet ein proangiogenes Milieu, während ADMSC gewebereparative Faktoren sezernieren. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden (keratinozytäre oder mukosale Zellschichten) umgeht dieser Ansatz limitierende Faktoren wie Gewebeentnahme oder ethische Bedenken.
Die porzinen ECM-Scaffolds bewahrten native Kollagenstrukturen und stimulierten die ADMSC-Proliferation sowie Faktorfreisetzung. Die synergetische Wirkung aus mechanischer Unterstützung (ECM) und parakriner Aktivität (ADMSC) beschleunigte die Epithelialisierung und reduzierte fibrotische Remodelling-Prozesse.
Zusammenfassung
ADMSC-Aggregat-ECM stellt einen vielversprechenden Therapieansatz für mastoidale Epitheldefekte dar. Die Kombination aus zellulärer Bioaktivität und strukturellem Scaffold-Design ermöglichte beschleunigte Heilung mit reduzierter Narbenbildung. Diese Ergebnisse bieten eine translationale Grundlage für klinische Studien zur Mastoidhöhlenepithelialisierung.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000125