Laborstudie zeigt: Aufbereitetes Fettgewebe lindert Entzündungen in Rotatorenmanschettenzellen

Marco Viganò, Gaia Lugano, Carlotta Perucca Orfei, Alessandra Menon, Enrico Ragni, Alessandra Colombini, Paola De Luca, Pietro Randelli, Laura de Girolamo · International Orthopaedics · 2020

Rotatorenmanschettenrisse heilen nach Operationen oft nicht richtig aus

Rotatorenmanschettenrisse gehören zu den häufigsten Ursachen für Schulterschmerzen und Funktionseinschränkungen. Diese Verletzungen treten mit zunehmendem Alter immer häufiger auf. Eine Operation kann die gerissene Sehne zwar reparieren, doch die Ergebnisse sind oft enttäuschend. Studien zeigen, dass Risse nach chirurgischer Reparatur häufig wiederkehren. Dies geschieht, weil der Heilungsprozess in der geschädigten Sehne nicht richtig funktioniert. Forscher untersuchen daher regenerative medizinische Ansätze, um die Sehnenheilung zu verbessern und das Risiko eines erneuten Risses zu verringern.

Forscher untersuchten die heilende Wirkung von Fettgewebe auf Sehnenzellen

In dieser Laborstudie wollten Wissenschaftler verstehen, wie mikrofragmentiertes Fettgewebe (speziell aufbereitetes körpereigenes Fett) verletzten Sehnenzellen bei der Regeneration helfen könnte. Sie entnahmen sowohl Sehnengewebe als auch Fettgewebe von zehn Patienten, die sich einer Rotatorenmanschettenoperation unterzogen. Die Patienten waren zwischen Anfang vierzig und Mitte sechzig Jahre alt. Die Forscher isolierten anschließend Zellen aus der geschädigten Supraspinatussehne – dem am häufigsten verletzten Teil der Rotatorenmanschette.

Mit dem Lipogems®-System verarbeiteten die Wissenschaftler das Fettgewebe zu winzigen Fragmenten. Sie platzierten diese Fragmente in der Nähe der Sehnenzellen in einem speziellen Versuchsaufbau, der es den Zellen ermöglichte, über freigesetzte Moleküle zu kommunizieren, ohne sich direkt zu berühren. Nach 48 Stunden untersuchten sie, was mit den Sehnenzellen geschehen war.

Fettgewebe reduzierte wichtige Entzündungsmarker in Sehnenzellen

Die Studie lieferte ermutigende Ergebnisse. Sehnenzellen, die dem aufbereiteten Fettgewebe ausgesetzt waren, zeigten niedrigere Werte von zwei schädlichen Markern:

  • PTGS2 (auch COX-2 genannt): Ein Enzym, das Entzündungen antreibt

  • MMP-3: Ein Protein, das Sehnengewebe abbaut

Beide Marker tragen zu fortschreitenden Schäden in verletzten Sehnen bei. Wenn ihre Werte sinken, wird das Milieu günstiger für die Heilung statt für den weiteren Abbau.

Heilungsfördernde Moleküle nahmen in den Zellkulturen zu

Die Forscher maßen auch hilfreiche Substanzen, die in die Zellkulturflüssigkeit freigesetzt wurden. Sie fanden erhöhte Werte von drei wichtigen Molekülen:

  • IL-1Ra: Ein natürlicher Entzündungsblocker, der schädliche Signale neutralisiert

  • VEGF: Ein Protein, das das Blutgefäßwachstum und die Gewebereparatur unterstützt

  • IL-6: Ein Molekül, das komplexe Rollen bei Heilung und Regeneration spielt

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das aufbereitete Fettgewebe Signale freisetzt, die Sehnenzellen von der Entzündung weg und in Richtung Reparatur lenken.

Das Fettgewebe wirkt über „parakrine Wirkung"

Ein wichtiges Ergebnis war, dass das Fettgewebe den Sehnenzellen ohne direkten Kontakt half. Die Zellen kommunizierten über freigesetzte Moleküle – ein Prozess, den Wissenschaftler als „parakrine Wirkung" bezeichnen. Das bedeutet, dass das Fettgewebe Heilungssignale an benachbarte geschädigte Zellen sendet. Das aufbereitete Fett enthält etwa eine Million Zellen pro Milliliter. Dazu gehören Perizyten (Helferzellen, die Blutgefäße unterstützen) und mesenchymale Stammzellen (regenerative Zellen, die im Fettgewebe vorkommen).

Was dies für Patienten bedeutet, die eine Behandlung in Betracht ziehen

Diese Laborstudie liefert wissenschaftliche Grundlagen dafür, warum aufbereitetes Fettgewebe bei Rotatorenmanschettenverletzungen helfen könnte. Durch die Reduzierung von Entzündungen und Gewebeabbau auf zellulärer Ebene schafft die Behandlung Bedingungen, die die Heilung begünstigen. Patienten sollten jedoch verstehen, dass dies eine Laborstudie war und keine klinische Studie am Menschen. Die Zellen wurden in Kulturschalen untersucht, nicht in echten Schultern.

Das Forschungsteam merkt an, dass diese Ergebnisse „potenziell den Einsatz von μFAT als adjuvante Therapie bei der Behandlung von Rotatorenmanschettenerkrankungen unterstützen". Das bedeutet, dass aufbereitetes Fettgewebe als Ergänzung zur chirurgischen Reparatur dienen könnte und möglicherweise die Ergebnisse verbessert sowie die Rerate an erneuten Rissen senkt.

Für Patienten mit Rotatorenmanschettenrissen, die eine Lipogems®-Behandlung in Betracht ziehen, bietet diese Studie Einblicke, wie die Therapie auf zellulärer Ebene wirken könnte. Die Erkenntnisse deuten darauf hin, dass sie zur Schaffung eines heilungsfreundlichen Milieus beiträgt, indem sie Entzündungen lindert und das Sehnengewebe vor weiterem Abbau schützt.

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Quelle: Viganò et al., International Orthopaedics, 2020.

Originalpublikation

Autologous microfragmented adipose tissue reduces inflammatory and catabolic markers in supraspinatus tendon cells derived from patients affected by rotator cuff tears

Marco Viganò, Gaia Lugano, Carlotta Perucca Orfei, Alessandra Menon, Enrico Ragni, Alessandra Colombini, Paola De Luca, Pietro Randelli, Laura de Girolamo · International Orthopaedics · 2020

Autologous microfragmented adipose tissue reduces inflammatory and catabolic markers in supraspinatus tendon cells derived from patients affected by rotator cuff tears. Rotator cuff tears are common musculoskeletal disorders, and surgical repair is characterized by a high rate of re-tear. Regenerative medicine strategies, in particular mesenchymal stem cell-based therapies, have been proposed to enhance tendon healing and reduce the re-tear rate. Autologous microfragmented adipose tissue (μFAT) allows for the clinical application of cell therapies and showed the ability to improve tenocyte proliferation and viability in previous in vitro assessments. The hypothesis of this study is that μFAT paracrine action would reduce the catabolic and inflammatory marker expression in tendon cells (TCs) derived from injured supraspinatus tendon (SST). TCs derived from injured SST were co-cultured with autologous μFAT in transwell for 48 h. Metabolic activity, DNA content, the content of soluble mediators in the media, and the gene expression of tendon-specific, inflammatory, and catabolic markers were analyzed. μFAT-treated TCs showed a reduced expression of PTGS2 and MMP-3 with respect to untreated controls. Increased IL1Ra, VEGF, and IL-6 content were observed in the media of μFAT-treated samples, in comparison with untreated TCs. μFAT exerted an anti-inflammatory action on supraspinatus tendon cells in vitro through paracrine action, resulting in the reduction of catabolic and inflammatory marker expression. These observations potentially support the use of μFAT as adjuvant therapy in the treatment of rotator cuff disease.

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