EP3645067A1 - Method for producing transplantable cartilaginous tissue - Google Patents

Method for producing transplantable cartilaginous tissue

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EP3645067A1
EP3645067A1 EP18740519.6A EP18740519A EP3645067A1 EP 3645067 A1 EP3645067 A1 EP 3645067A1 EP 18740519 A EP18740519 A EP 18740519A EP 3645067 A1 EP3645067 A1 EP 3645067A1
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EP
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chondrocytes
cartilage
spheroids
tissue
selection
Prior art date
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Application number
EP18740519.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Giulietta ROÉL
Christian Kaps
Claudia ESCHEN
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CO.DON GMBH
Original Assignee
Co Don AG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/158Expression markers

Definitions

  • the present invention relates to a method for
  • the invention relates to markers for identifying suitable chondrocytes for producing cartilage tissue, in particular for transplantation purposes.
  • cartilage tissue shows remarkable resilience, this tissue has no or very little ability to self-repair and regenerate, and untreated lesions, for example, can cause osteoarthritis. This low potential for spontaneous regeneration led to the development of cell therapies, such as the autologous
  • a chondrocyte (cartilage cell) is a cell derived from chondroblasts and resident in cartilage tissue. Together with the intercellular substances (extracellular matrix (ECM)), the chondrocytes are the main constituents of the cartilage, in particular articular cartilage.
  • ECM extracellular matrix
  • Reflecting articular cartilage tissue is characterized by the expression of collagen II (main structural protein of the extracellular matrix of hyaline cartilage) of
  • Proteoglycans e.g. Aggrecan and the intracellular
  • Cartilage defects used in younger patients the patient's body's own articular cartilage tissue, namely a biopsy of hyaline cartilage taken from a healthy cartilage area.
  • articular cartilage tissue namely a biopsy of hyaline cartilage taken from a healthy cartilage area.
  • cartilage cells located cartilage cells (chondrocytes) isolated and using standard cell culture conditions in cell culture bottles
  • three-dimensional cell aggregates e.g. in the form of spheroids
  • spheroids is already in clinical use in humans, e.g. described as autologous cartilage graft in DE 100 13 223 and relates to a process for the in vitro production of
  • the cells are first cultivated in a Monolayerkultur and then in suspension until a cell aggregate is formed, which contains at least 40% by volume extracellular matrix, in which differentiated cells are embedded.
  • cell aggregates are prepared by cultivating cells for at least 1-2 weeks in agarose-coated cell culture vessels.
  • US 7,887,843 B2 discloses a method for the in vitro production of three-dimensional cartilage and bone tissue wherein transplantable spheroids are prepared from bone, cartilage or mesenchymal stem cells by culturing 1 x 10 5 cells for at least two weeks.
  • Cartilage tissue off.
  • the composition of the ECM is crucial for the biological functionality of the cartilage, for example its mechanical strength. There is therefore a need for new methods for the production of cartilage tissue, also for quality control.
  • Transplantable cartilage tissue means production ex vivo or by means of an in vitro method, whereby the tissue produced corresponds to a large extent to the native tissue or is identical to the native tissue
  • the transplantable cartilage tissue corresponds for example, in terms of expression or
  • Expression or expression patterns of structural proteins or proteids such as collagen type II and / or S100 protein and / or the tissue-specific proteoglycans, e.g. Cartilage-specific proteoglycans, such as aggrecan.
  • the detection of the expression or expression pattern can e.g. histologically or
  • the tissue from which the chondrocytes are isolated is, for example, selected from musculoskeletal tissue,
  • the transplantable cartilage tissue produced according to the method of the invention resembles the native tissue in terms of composition and protein expression (supra).
  • Native articular cartilage tissue has a proportional
  • Composition of the extracellular matrix of about 60 to 80% water in relation to the wet weight of the cartilage tissue.
  • the high water content is important for the mechanical
  • Proteoglycans for the "sponge effect" for the "sponge effect.
  • the native cartilage joint contains the structural proteins or
  • Proteins of the matrix such as collagens, proteoglycans and non-collagen proteins.
  • the structural ones do not need to construct collagens, proteoglycans and non-collagen proteins.
  • the collagen content is 60%
  • the proteoglycan content is 25 to 35%
  • the non-collagen protein and glycoprotein content is 15 to 20% on the cartilage dry weight.
  • Type II collagen accounts for approximately 90 to 95% of the total collagen content of the native
  • Native articular cartilage tissue in humans contains about 1 to 5% of cartilage cells (chondrocytes) in terms of tissue volume.
  • the cartilage cells are thereby the essential producers of the matrix molecules of the functional native tissue.
  • transplantable cartilage tissue which corresponds to the native tissue, so that a therapeutic success can be expected. This therapeutic success largely depends on the quality of the transplantable cartilage tissue.
  • improved transplantable cartilage tissue in particular with improved properties, in particular of sufficient quality, such as identity with native chondrocytes and
  • Transplants can be obtained, in particular for
  • the inventors were able to identify markers in isolated chondrocytes, which allow a sufficient quality for the production of transplantable cartilage tissue.
  • the markers according to the invention allow in particular the
  • identity marker Determination of cartilage cell identity (identity marker) from the isolated chondrocytes in one culture to the native chondrocytes.
  • cartilage cell identity in turn allows the Production of suitable transplantable cartilage tissue, since on the one hand a sufficient cartilaginous extracellular matrix (ECM) can be achieved, on the other hand a
  • the invention relates to a method for the selection of chondrocytes or spheroids for the production of
  • transplantable cartilage tissue wherein at least one
  • Quality marker or identity marker or purity marker is determined.
  • Cartilage tissue includes in a first step that the
  • Chondrocytes can be propagated in a monolayer culture (supra, so-called two-dimensional expansion culture), and in a second step can aggregate to spheroids (supra, so-called 3D cultivation), allowing the chondrocytes to
  • Spheroids aggregate, and spheroids can be selected.
  • the quality marker or purity marker is selected from the group KALI, CRTAC1, NRN1 or EBF3, which is (are) determined in vitro.
  • the quality markers or identity markers are selected from the group KALI, CRTAC1, and / or the purity markers are EBF3, NR 1.
  • synoviocytes are detrimental contaminants that can be determined by the purity marker EBF3 in vitro. Such impurities reduce the quality of chondrocytes as well as spheroids.
  • a so-called potential marker can be applied according to the invention, which allows a prediction of the activity and regeneration capacity of the transplantable cartilaginous tissue to be obtained from the spheroids.
  • potential markers according to the invention are preferably proteoglycans, more preferably aggrecan (ACAN).
  • ACAN aggrecan
  • NRN1 NM_001278710 NRN1 NM_001278710 (NRN1). Purity marker transcript for spheroids variant 2. mRNA
  • EBF3 NM_001005463 Purity marker factor 3 (EBF3).
  • accession number e.g., NCBI.
  • the in vitro determination of the markers according to the invention is preferably carried out by determining the gene expression of these markers as well as the level of gene expression in the isolated chondrocytes and also preserving spheroids, which
  • the markers show gene expression as well as increased or decreased gene expression in the method according to the invention, so that they are suitable as markers.
  • the determination of the gene expression or gene expression level can also be carried out in the presence and in the comparison of reference genes and their gene expression or gene expression level. This allows one
  • the associated DNA sequences are accessible via accession no.
  • NCBI Genetic code
  • selection means that
  • chondrocytes or spheroids are discarded which have no gene expression of the marker according to the invention or in relation to other chondrocytes or spheroids have a comparatively low gene expression or gene expression level.
  • the person skilled in the art is able, on the basis of the gene expression patterns obtained, to differentiate a stronger gene expression from a weaker gene expression to one or more chondrocytes / spheroids and accordingly to select such chondrocytes or spheroids.
  • such isolated chondrocytes after multiplication as well as spheroids obtained therefrom are to be selected as well as selected, the following ratios of gene expression to one or both reference genes (R) namely B2M and / or TOP1
  • NRN1 / R > 0.2, in particular> 0.3 and> 0.4
  • the invention relates to a method for the selection of chondrocytes or spheroids for the production of
  • Transplant ierbarem cartilage tissue wherein in comparison to a reference gene, the markers of the invention are determined.
  • the proportion of synoviocytes as an impurity in the isolated chondrocytes after multiplication or in the spheroids obtained in relation to the total number of cells is less than or equal to 9%, in particular less than or equal to 5%, in the course of the determinations carried out by the purity smarker EBF3.
  • the inventive method allows the selection of
  • chondrocytes as well as spheroids are selected which have specific gene expression and corresponding gene products can be detected, for example by means of PCR.
  • the invention relates to isolated chondrocytes or isolated resulting spheroids obtainable by
  • inventive method Furthermore includes is a
  • transplantable cartilage tissue in particular in the form of an agent or pharmaceutical composition or in the form of a pharmaceutical composition containing such chondrocytes or
  • Spheroids in particular for use in the treatment of articular cartilage defects and / or autologous
  • the transplantable cartilage tissue according to the invention is made into a patient with the aid of an applicator (see EP 2345450B1 (co.fix 150 of the applicant) or DE102009025347A1)
  • Cartilage tissue in the form of a pharmaceutical composition in a physiological saline solution, together with other auxiliaries, additives are kept.
  • the following figures and examples serve to illustrate the invention without restricting the invention to the figures and examples.
  • Example 1 Isolation of cartilage cells (chondrocytes) from cartilage biopsy and cell culture
  • Cartilage-specific cells were isolated from cartilage biopsy by enzymatic digestion using collagenase (350 units / ml). The enzymatic digestion took between 4 and 6 hours and took place at 37 ° C. Cartilage biopsy was taken from the femoral condyle of the knee joint. After enzymatic digestion, the chondrocytes were centrifuged, washed, counted and placed in tissue culture flasks together with cell culture medium (Alpha MEM / Ham's F12 1: 1, 1% glutamine) and autologous serum (10-15%).
  • cell culture medium Alpha MEM / Ham's F12 1: 1, 1% glutamine
  • the cells were cultured in vitro for 7 to 38 days at 37 ° C in the two-dimensional expansion culture (monolayer). The exchange of cell culture medium took place every 3-6 days. If the
  • Cultivation of the spheroids was periodically changed (every 3-6 days) to cell culture medium (Alpha MEM / Ham's F12 1: 1; 1% glutamine) supplemented with 10% autologous serum.
  • the 3D cultivation took between 14 and 42 days.
  • Cartilage cell graft prepared for transport and implantation by placing the spheroids in the drug carrier (0.9% NaCl) and then into the applicator system co. fixed 150 or a syringe convicted.
  • the cartilage cells were transformed into a two-dimensional expansion culture (monolayer) until the spheroids were produced
  • lxlOE6 of these cartilage cells were removed from the cell suspension for identity verification and transferred to a reaction vessel, while the remaining cells were used for the subsequent production of the spheroids.
  • the test-relevant monolayer cells were centrifuged off and the cell pellet was lysed in the appropriate lysis buffer (PeqGOLD, Peqlab), snap-frozen and stored at -70 ° C. until RNA isolation.
  • 8 spheroids were removed from the well plate after two weeks of culture, washed with PBS and lysed with the appropriate lysis buffer (PeqGOLD, Peqlab).
  • the spheroids incorporated in the lysis buffer were mechanically prepared for optimal cell disruption by means of a syringe and cannula
  • RNA was eluted in nuclease-free water and stored at -70 ° C until cDNA synthesis. After RNA isolation, the quantity, quality and integrity of the RNA were measured using a spectrophotometer (NanoDrop, Thermo Scientific) and a Bioanalyzer (Agilent) according to the instructions of the
  • the cDNA synthesis was carried out using the Transcriptor First
  • the template-primer mix for a reaction volume of 20 ⁇ was set. The following additional components were added to the template-primer mix:
  • Transcriptor Reverse Transcriptase Reaction Buffer Protector RNase Inhibitor, Deoxynucleotide Mix, Transcriptor Reverse Transcriptase.
  • the reaction mixtures were mixed,
  • nuclease-free water to a concentration of 10 ⁇ dissolved.
  • the probes were used at a concentration of 10 ⁇ .
  • the qPCR analysis is based on the exponential increase of the fluorescence-labeled PCR amplicons of the gene of interest.
  • the evaluation of the qPCR data was carried out with the aid of
  • Absolute qPCR data (CP values) of the respective target genes were generated using the method Abs Quant / 2nd Derivative Max.
  • the Cp value is the number of PCR cycles required to reach a defined fluorescence signal threshold exceed. Fluorescence signal acquisition was performed at 72 ° C at the end of each cycle.
  • Target / Reference Values T / R
  • the mathematical model underlying this software module is based on the relationship between the Cp values of the target gene compared to the reference genes and takes into account i.a. the primer-specific
  • the normalized expression values are used for testing the quality of cartilage cell transplants. critical
  • Quality attributes represent identity, purity and potential, with at least one for each quality parameter
  • the value for the quality parameters is based on mRNA expression levels in monolayer cartilage cells (KALI) or spheroids (CRTAC1, NRN1, EBF3 and ACAN).
  • Table 3 shows the application of the described selection to cartilage graft products.
  • 48 Cartilage graft products prepared as described and subjected to a test for identity, purity (contamination) as well as potential with the markers according to the invention. Forty - eight of the 48 cartilage grafts met the
  • Cartilage cell transplants are not the criterion of
  • Cartilage cell quality (identity, purity / contamination or potential). Twenty-six of the 48 cartilage cell transplants met the criterion of cartilage cell quality (identity, purity / contamination or potential) and are known as
  • cartilage cells located cartilage cells (chondrocytes) isolated and using standard cell culture conditions in cell culture bottles
  • PDL population doubling level
  • Cartilage tissues are available. Part of the cartilage cells propagated in the monolayer is used to determine the
  • the marker for cartilage cell identity in monolayer culture indicates that cartilage cells are involved in cartilage cell culture
  • RNA of the monolayer cultured chondrocytes isolated and transcribed by means of reverse transcriptase into cDNA.
  • the expression of at least one reference gene (supra, Table 2) and the identity marker "KALI” is determined by means of conventional polymerase chain reaction (PCR) .
  • PCR polymerase chain reaction
  • the expression of "KALI” is set in relation to the expression of the reference gene and thus yields a normalized gene expression value for the identity marker "KALI.”
  • the expression of "KALI” indicates that chondrocytes of sufficient quality (identity) for the production of transplantable cartilage tissue
  • the transplantable cartilage tissue At least 100,000 of the monolayer-enhanced chondrocytes of sufficient quality (identity) are transferred to a cell culture vessel in the presence of standard cell culture media and autologous serum.
  • the cell culture vessel prevents attachment of the chondrocytes by means of, for example, an agarose coating of the cell culture soil.
  • the chondrocytes adhere to each other and form aggregates, so-called spheroids.
  • the spheroids are cultured for a period of at least 1-2 weeks and form a cartilaginous extracellular matrix (spheroid culture).
  • extracellular matrix is suitable for insertion into the cartilage defect of the patient to be treated
  • Monolayer culture is not suitable for building cartilage replacement tissue and is discarded.
  • Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
  • the chondrocytes propagated in the monolayer are transferred to a special cell culture vessel, which prevents attachment of the chondrocytes, so that after a few days aggregates, so-called
  • the spheroids are cultured for a period of at least 1-2 weeks and form a
  • the cartilage cell identity marker in the spheroid culture indicates that cartilage cells are present in the spheroid culture.
  • the total RNA of a part of those cultivated in spheroids is by means of common molecular biological techniques
  • Chondrocytes of sufficient quality (identity) in the spheroid present for the transplantation of cartilage tissue Chondrocytes of sufficient quality (identity) in the spheroid present for the transplantation of cartilage tissue.
  • cartilage replacement tissue suitable to build up after insertion into the cartilage defect of the patient to be treated a cartilage replacement tissue, which fills the defect and takes over the function of the natural cartilage tissue.
  • Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
  • the chondrocytes propagated in the monolayer are transferred to a special cell culture vessel, which prevents attachment of the chondrocytes, so that after a few days aggregates, so-called
  • the spheroids are cultured for a period of at least 1-2 weeks and form a
  • the marker for cartilage cell purity indicates the content
  • Cartilage cells in the spheroid culture To determine the cartilage cell purity in the spheroid culture, the total RNA of a part of the chondrocytes cultivated in spheroids is isolated by means of conventional molecular biological techniques and transcribed into cDNA by means of reverse transcriptase.
  • This cartilage tissue (chondrocytes of sufficient quality (purity) and cartilaginous extracellular matrix) is suitable for building up a cartilage replacement tissue after introduction into the cartilage defect of the patient to be treated
  • Cartilage tissue of inferior quality (reduced degree of purity) is not suitable for building up cartilage replacement tissue and is discarded.
  • Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
  • spheroids are formed and cultured for a period of at least 1-2 weeks to form a cartilaginous extracellular matrix
  • the marker for cartilage cell contamination indicates the content cellular impurities with synovial cells, bone and / or fat cells in the spheroid culture. To determine cellular impurities of cartilage cells in
  • Sphotroidkultur is isolated by means of conventional molecular biology techniques, the total RNA of a part of the chondrocytes cultivated in spheroids and by means of reverse
  • PCR Polymerase chain reaction
  • cartilaginous extracellular matrix is suitable, after introduction into the cartilage defect of the patient to be treated, to build up a cartilage replacement tissue which fills the defect and takes over the function of the natural cartilaginous tissue.
  • Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
  • spheroids are formed and cultured for a period of at least 1-2 weeks to form a cartilaginous extracellular matrix
  • the marker for cartilage cell potential indicates that
  • Cartilage cells in the sphoid culture have the ability to form cartilaginous extracellular matrix.
  • the total RNA of a part of the chondrocytes cultivated in spheroids is isolated by means of conventional molecular biological techniques and transcribed into cDNA by means of reverse transcriptase.
  • Alignin is set in relation to the expression of the reference gene and thus gives a normalized gene expression value for the potential marker "aggrecan”.
  • Threshold for the potential e.g. 0.1, this indicates that chondrocytes of sufficient quality (potential) in the
  • chondrocytes of insufficient quality are present in the spheroid for transplanting the cartilaginous tissue.
  • This cartilage tissue (chondrocytes sufficient quality (Potential) and cartilaginous extracellular matrix) is suitable, after introduction into the cartilage defect of the patient to be treated, to build up a cartilage replacement tissue which fills the defect and takes over the function of the natural cartilaginous tissue.
  • Cartilage replacement tissue suitable and is discarded.
  • Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
  • spheroids are formed and cultured for a period of at least 1-2 weeks to form a cartilaginous extracellular matrix
  • the impurity marker "EBF3" determined.
  • Cartilage tissue cartilage tissue (chondrocytes of sufficient quality (identity in the monolayer culture and / or in the spheroid culture, sufficient purity and / or acceptable level of cellular impurities and sufficient cartilaginous potential extracellular matrix) and cartilaginous extracellular matrix) is suitable for introduction into the cartilage defect of the patient to be treated of a cartilage replacement tissue
  • Impurities and insufficient potential to form cartilaginous extracellular matrix is not suitable for building up cartilage replacement tissue and is discarded.
  • KOOS - Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score Roos EM & Lohmander LS, Health and Quality of Life Outcomes 2003, 1:64
  • the patient's KOOS was determined by patient survey before treatment with the cartilage tissue to be transplanted (baseline value).
  • baseline value One year after treatment with the transplant
  • Cartilage tissue was again determined by patient survey of the KOOS of the respective patient (1 year
  • Cartilage cells using the identity marker "KALI” or “CRTAC1" could be detected.
  • the expression values are above the defined limits.
  • the purity of the cartilage tissue to be transplanted can also be determined by means of the
  • the potential marker "aggrecan" is above the defined limit value, and the identity of the cartilage cells can be determined using the identity markers "KALI" and "CRTAC1
  • the expression values are also above the defined threshold values and the purity of the cartilage tissue to be transplanted could also be determined of the contaminant marker "EBF3" and is given, where the expression levels are below the established thresholds, indicating that these 16 graftable cartilage tissues are of sufficient quality to construct cartilaginous tissue and to be used for
  • transplantable cartilage tissues of 4 of the 20 patients (5697-1607, 5862-1311, 6070-2413, 6988-
  • cartilage tissue of insufficient quality identity in the monolayer culture and / or in the spheroid culture not given, insufficient purity and / or insufficient degree of cellular impurities and insufficient potential to form cartilaginous extracellular matrix
  • transplantable cartilage tissue of 16 of the 20 patients 6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 - 2263, 9110 - 2294, 6094 - 1312, 6340 - 2277, 6611 - 2418, 8315 - 2434, 8916 - 2440, 8931 - 1126, 8948 - 2706, 8966 - 2441) have a cartilage tissue of sufficient quality (given identity in the monolayer culture and / or in the spheroid culture, sufficient purity and / or
  • Cartilage tissue of insufficient quality was found to be no clinical improvement due to the treatment.
  • the difference between the KOOS 1 year follow-up value and the KOOS base value was less than 8 points, the therapy was therefore unsuccessful.
  • 16 of the 20 patients 6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 -

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Abstract

The present invention relates to a method for producing cartilaginous tissue by means of selection of and sampling from chondrocytes or spheroids and the use thereof as pharmaceutical composition, drug or transplant. The invention specifically relates to markers for identifying suitable chondrocytes for producing cartilaginous tissue, in particular for the purpose of transplantation.

Description

Verfahren zum Herstellen von transplantierbarem Knorpelgewebe  Method for producing transplantable cartilage tissue
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum The present invention relates to a method for
Herstellen von Knorpelgewebe mittels Selektion und Auswahl aus Chondrozyten oder Sphäroiden und dessen Verwendung als Production of cartilage tissue by selection and selection from chondrocytes or spheroids and its use as
pharmazeutische Zusammensetzung, Arzneimittel oder pharmaceutical composition, pharmaceutical or
Transplantat. Insbesondere betrifft die Erfindung Marker zum Identifizieren geeigneter Chondrozyten zum Herstellen von Knorpelgewebe, insbesondere zu Zwecken der Transplantation. Obwohl Gelenkknorpel eine bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit zeigt, hat dieses Gewebe kein oder ein sehr geringes Vermögen zur Selbstreparatur und Regeneration als auch unbehandelte Läsionen können beispielsweise Osteoarthritis zur Folge haben. Dieses geringe Potential zur spontanen Regeneration führte zur Entwicklung von Zelltherapien, wie der autologen Graft. In particular, the invention relates to markers for identifying suitable chondrocytes for producing cartilage tissue, in particular for transplantation purposes. Although articular cartilage shows remarkable resilience, this tissue has no or very little ability to self-repair and regenerate, and untreated lesions, for example, can cause osteoarthritis. This low potential for spontaneous regeneration led to the development of cell therapies, such as the autologous
Chondrozytentransplantation (ACT) , im Bestreben, eine  Chondrocyte transplantation (ACT), in an effort to
funktionelle und schmerzlose Reparatur von functional and painless repair of
Gelenkknorpeldefekten bereit zu stellen. Es besteht ein hoher Bedarf an Verfahren zur Knorpelregeneration, beispielsweise bei jungen aktiven Patienten mit traumatischen Läsionen oder sogar mit Symptomen einer Knorpeldegeneration oder zur  To provide articular cartilage defects. There is a great need for methods of cartilage regeneration, for example, in young active patients with traumatic lesions or even with symptoms of cartilage degeneration or
Behandlung von Knorpeldefekten. Treatment of cartilage defects.
Biochemische und molekulare Studien mit humanen Chondrozyten wurden von einer Reihe von Faktoren behindert, wie der Biochemical and molecular studies with human chondrocytes have been hampered by a number of factors, including the
mangelnden Verfügbarkeit von Humangewebe in Verbindung mit der sehr geringen Anzahl von Zellen, die in einer Biopsie lack of availability of human tissue in conjunction with the very low number of cells involved in a biopsy
verfügbar sind, der begrenzten Proliferationskapazität und der hohen phänotypischen Instabilität kultivierter Chondrozyten. the limited proliferation capacity and high phenotypic instability of cultured chondrocytes.
Ein Chondrozyt (Knorpelzelle) , ist eine aus Chondroblasten hervorgehende und im Knorpelgewebe ansässige Zelle. Zusammen mit den Interzellularsubstanzen (extrazelluläre Matrix (EZM) ) , bilden die Chondrozyten die Hauptbestandteile des Knorpels, insbesondere Gelenkknorpel. A chondrocyte (cartilage cell) is a cell derived from chondroblasts and resident in cartilage tissue. Together with the intercellular substances (extracellular matrix (ECM)), the chondrocytes are the main constituents of the cartilage, in particular articular cartilage.
Es ist bereits bekannt, durch Mimikry bestimmter Prozesse der Embryonalentwicklung, z.B. menschliche Knorpelzellen It is already known, by mimicking certain processes of embryonic development, e.g. human cartilage cells
dreidimensional auf einer Agaroseunterlage zu kultivieren, so dass Zellaggregate entstehen, die in ihrem cultivate three-dimensionally on an agarose base, so that cell aggregates are formed, which in their
Differenzierungsstatus den Monolayerzellen überlegen sind und z.B. knorpelähnliche Eigenschaften aufweisen. Diese  Differentiation status superior to monolayer cells and e.g. have cartilage-like properties. These
Eigenschaften, die möglichst genau das native Properties that are as close as possible to the native
Gelenkknorpelgewebe widerspiegeln, sind gekennzeichnet durch die Expression von Kollagen II (HauptStrukturprotein der extrazellulären Matrix des hyalinen Knorpels) , von  Reflecting articular cartilage tissue is characterized by the expression of collagen II (main structural protein of the extracellular matrix of hyaline cartilage) of
Proteoglykanen, z.B. Aggrecan und dem intrazellulären Proteoglycans, e.g. Aggrecan and the intracellular
chondrozytenspezifischen Protein S100. chondrocyte-specific protein S100.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die Expression von Kollagen I, welches während der Zellvermehrungsphase in der Monolayerkultur zwangsläufig hochreguliert wird, in den Moreover, it is desirable that the expression of collagen I, which is inevitably upregulated in the monolayer culture during the cell proliferation phase, be included in the
Zellaggregaten wieder reduziert wird, da dieses Protein im nativen Gelenkknorpel nicht vorkommt. Die so generierten Cell aggregates is reduced again, since this protein does not occur in the native articular cartilage. The so generated
Zellaggregate (Sphäroide) werden seit 2002 von der Anmelderin zur Behandlung und Therapie von verletzungsbedingten Cell aggregates (spheroids) have been used since 2002 by the Applicant for the treatment and treatment of injuries
Knorpeldefekten bei jüngeren Patienten verwendet. Dazu wird dem Patienten körpereigenes Gelenkknorpelgewebe und zwar eine Biopsie hyalinen Knorpels aus einem gesunden Knorpelareal entnommen. Durch enzymatischen Verdau des Knorpelgewebes mit einer Kollagenaselösung werden die im Knorpelgewebe Cartilage defects used in younger patients. For this purpose, the patient's body's own articular cartilage tissue, namely a biopsy of hyaline cartilage taken from a healthy cartilage area. By enzymatic digestion of the cartilage tissue with a collagenase solution, those in the cartilage tissue
befindlichen Knorpelzellen (Chondrozyten) isoliert und mittels Standardzellkulturbedingungen in Zellkulturflaschen located cartilage cells (chondrocytes) isolated and using standard cell culture conditions in cell culture bottles
(Monolayerkultur) in der Gegenwart von autologem Serum (Monolayer culture) in the presence of autologous serum
vermehrt, und ausreichend Chondrozyten zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe zur Verfügung gestellt. Die vermehrten Zellen bilden Zellaggregate, so genannte increased, and sufficient chondrocytes for the production of transplantable cartilage tissue. The increased cells form cell aggregates, so-called
Sphäroiden, die transplantiert werden können. Jedoch sind die derart hergestellten Zellaggregate in ihrem Spheroids that can be transplanted. However, the cell aggregates thus produced are in their
Differenzierungsstatus begrenzt und zeigen zumeist eine relativ schwache lokale Expression des wichtigen Kollagens II und eine marginale Synthese von Proteoglykanen bei relativ starker Expression des unerwünschten Kollagen I. Um die Differentiation status limits and usually shows a relatively weak local expression of the important collagen II and a marginal synthesis of proteoglycans with relatively strong expression of the unwanted collagen I. To the
Differenzierung dieser Zellaggregate weiter zu verbessern, besteht die Möglichkeit das Kulturmedium mit bestimmten bioaktiven Substanzen anzureichern. Dazu zählen vorranging die vielfach in der Literatur beschriebenen Wachstumsfaktoren TGF- ßl - 3 sowie L-Ascorbinsäure (Vitamin C) als Kofaktor für die Kollagensynthese. Allerdings reicht diese biochemische To further improve differentiation of these cell aggregates, it is possible to enrich the culture medium with certain bioactive substances. These include, above all, the growth factors TGF-β1-3 described extensively in the literature and L-ascorbic acid (vitamin C) as cofactor for collagen synthesis. However, this biochemical ranges
Stimulation zum einen oftmals nicht aus, um die On the one hand, stimulation is often not enough for the
Differenzierung der Knorpelzellen im 3D Zellaggregat soweit zu induzieren, dass knorpeltypische Konstrukte entstehen und zum anderen ist der Einsatz von Wachstumsfaktoren wie TGF-ß insbesondere für eine klinische Anwendung am Menschen  To induce differentiation of cartilage cells in the 3D cell aggregate to the extent that cartilage-typical constructs arise and on the other hand, the use of growth factors such as TGF-ß in particular for a clinical application in humans
fragwürdig. questionable.
Die Kultivierung von humanen Zellen in Form von The cultivation of human cells in the form of
dreidimensionalen Zellaggregaten, z.B. in Form von Sphäroiden, ist bereits zur klinischen Anwendung am Menschen, z.B. als autologes Knorpeltransplantat in DE 100 13 223 beschrieben und betrifft ein Verfahren zur in vitro Herstellung von three-dimensional cell aggregates, e.g. in the form of spheroids, is already in clinical use in humans, e.g. described as autologous cartilage graft in DE 100 13 223 and relates to a process for the in vitro production of
dreidimensionalem Knorpel- und Knochengewebe aus Knochen-, Knorpel- oder mesenchymalen Stammzellen. Dabei werden die Zellen zunächst in einer Monolayerkultur und anschließend in Suspension so lange kultiviert, bis ein Zellaggregat entsteht, das zumindest 40 Vol % extrazelluläre Matrix beinhaltet, in welches differenzierte Zellen eingebettet sind. In dem Verfahren werden Zellaggregate dadurch hergestellt, dass Zellen für mindestens 1-2 Wochen in Agarose beschichteten Zellkulturgefäßen kultiviert werden. three-dimensional cartilage and bone tissue from bone, cartilage or mesenchymal stem cells. The cells are first cultivated in a Monolayerkultur and then in suspension until a cell aggregate is formed, which contains at least 40% by volume extracellular matrix, in which differentiated cells are embedded. In the process, cell aggregates are prepared by cultivating cells for at least 1-2 weeks in agarose-coated cell culture vessels.
US 7,887,843 B2 offenbart ein Verfahren zur in vitro Erzeugung von dreidimensionalem Knorpel- und Knochengewebe, wobei transplantierbare Sphäroide aus Knochen-, Knorpel- oder mesenchymalen Stammzellen dadurch hergestellt werden, dass 1 x 105 Zellen für mindestens zwei Wochen kultiviert werden. US 7,887,843 B2 discloses a method for the in vitro production of three-dimensional cartilage and bone tissue wherein transplantable spheroids are prepared from bone, cartilage or mesenchymal stem cells by culturing 1 x 10 5 cells for at least two weeks.
Anderer et al . (Journal of Bone and Mineral Research (2002), New York, NY, US, Bd. 17, Nr. 8, S. 1420-1429) offenbart ebenfalls ein Verfahren zur in vitro Erzeugung von Other et al. (Journal of Bone and Mineral Research (2002), New York, NY, US, Vol. 17, No. 8, pp. 1420-1429) also discloses a method for the in vitro production of
dreidimensionalem Knorpelgewebe. Nach diesem Verfahren werden 1 x 105 oder 2 x 105 Chrondrozyten für 5 Tage, 2 Wochen, 1, 2 und 3 Monate kultiviert, um Spähroide herzustellen. three-dimensional cartilage tissue. Following this procedure, 1 × 10 5 or 2 × 10 5 chondrocytes are cultured for 5 days, 2 weeks, 1, 2, and 3 months to produce sphaerides.
Die im Stand der Technik beschriebenen in vitro hergestellten Knorpelgewebe zeigen keine Expressionsmuster essentieller Matrixproteine wie Kollagen Typ II, die denen der nativen Geweben ähnlich sind. Vielmehr weicht die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix (EZM) , die in vitro von den The in vitro produced cartilage tissues described in the prior art do not show expression patterns of essential matrix proteins like collagen type II, which are similar to those of the native tissues. Rather, the composition of the extracellular matrix (ECM), which differs in vitro from the
Chondrozyten erzeugt wird, deutlich von der nativer Chondrocytes is produced, clearly from the native
Knorpelgewebe ab. Die Zusammensetzung der EZM ist jedoch entscheidend für die biologische Funktionalität des Knorpels, beispielsweise die mechanische Belastbarkeit. Es besteht deshalb ein Bedarf an neuen Verfahren zur Herstellung von Knorpelgewebe, auch zur Qualitätskontrolle. Cartilage tissue off. However, the composition of the ECM is crucial for the biological functionality of the cartilage, for example its mechanical strength. There is therefore a need for new methods for the production of cartilage tissue, also for quality control.
„Transplantierbares Knorpelgewebe" bedeutet eine Herstellung ex-vivo bzw. mit Hilfe eines in-vitro Verfahrens, wobei das hergestellte Gewebe weitgehend dem nativen Gewebe entspricht oder mit dem nativen Gewebe identisch ist. Im Sinne dieser Erfindung entspricht das transplantierbare Knorpelgewebe beispielsweise in Bezug auf die Expression bzw. "Transplantable cartilage tissue" means production ex vivo or by means of an in vitro method, whereby the tissue produced corresponds to a large extent to the native tissue or is identical to the native tissue For the purposes of this invention, the transplantable cartilage tissue corresponds for example, in terms of expression or
Expressionsmuster der extrazellulären Matrix weitgehend dem des nativen Gewebes, beispielsweise in Bezug auf die Expression pattern of the extracellular matrix largely that of the native tissue, for example in relation to the
Expression bzw. Expressionsmuster struktureller Proteine oder Proteide wie Kollagen Typ II und/oder S100 Protein und/oder der gewebespezifischen Proteoglykane, z.B. knorpelspezifische Proteoglykane, wie Aggrecan. Der Nachweis der Expression bzw. Expressionsmuster kann z.B. histologisch oder Expression or expression patterns of structural proteins or proteids such as collagen type II and / or S100 protein and / or the tissue-specific proteoglycans, e.g. Cartilage-specific proteoglycans, such as aggrecan. The detection of the expression or expression pattern can e.g. histologically or
immunhistologisch erfolgen. Das Gewebe, aus dem die Chondrozyten isoliert werden, ist beispielsweise ausgewählt aus muskoskelletalem Gewebe, immunohistologically. The tissue from which the chondrocytes are isolated is, for example, selected from musculoskeletal tissue,
Skelettgewebe, Knorpel, Knochen, Meniskus, Bandscheibe, Skeletal tissue, cartilage, bone, meniscus, disc,
Knochenmark, Gelenk oder Sehne. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte transplantierbare Knorpelgewebe ähnelt dabei dem nativen Gewebe hinsichtlich der Zusammensetzung und Proteinexpression (supra) . Bone marrow, joint or tendon. The transplantable cartilage tissue produced according to the method of the invention resembles the native tissue in terms of composition and protein expression (supra).
Natives Gelenkknorpelgewebe hat eine anteilsmäßige Native articular cartilage tissue has a proportional
Zusammensetzung der extrazellulären Matrix von etwa 60 bis 80% Wasser im Bezug auf das Feuchtgewicht des Knorpelgewebes. Der hohe Wasseranteil ist wichtig für die mechanische Composition of the extracellular matrix of about 60 to 80% water in relation to the wet weight of the cartilage tissue. The high water content is important for the mechanical
Belastbarkeit des Knorpelgewebes und zusammen mit den  Resilience of cartilage tissue and together with the
Proteoglykanen für die „Schwammwirkung". Neben Wasser enthält das native Knorpelgelenk die strukturellen Proteine oder Proteoglycans for the "sponge effect." In addition to water, the native cartilage joint contains the structural proteins or
Proteine der Matrix, wie Kollagene, Proteoglykane und nicht- Kollagen Proteine. Dabei machen die strukturellen Proteins of the matrix, such as collagens, proteoglycans and non-collagen proteins. The structural ones do
Makromoleküle etwa 20 bis 40% des Feuchtgewichts des  Macromolecules about 20 to 40% of the wet weight of the
Gelenkknorpelgewebes aus. Articular cartilage tissue.
Bei nativem Gelenkknorpelgewebe beträgt der Kollagenanteil 60%, der Proteoglykananteil 25 bis 35% und der nicht- Kollagenprotein- und Glycoproteinanteil 15 bis 20% in Bezug auf das Knorpeltrockengewicht. Kollagen Typ II macht etwa 90 bis 95% des Gesamtkollagengehalts des nativen In native articular cartilage, the collagen content is 60%, the proteoglycan content is 25 to 35%, and the non-collagen protein and glycoprotein content is 15 to 20% on the cartilage dry weight. Type II collagen accounts for approximately 90 to 95% of the total collagen content of the native
Gelenkknorpelgewebes aus. Articular cartilage tissue.
Natives Gelenkknorpelgewebe des Menschen enthält etwa 1 bis 5% Knorpelzellen (Chondrozyten) in Bezug auf das Gewebevolumen. Die Knorpelzellen sind dabei die essentiellen Produzenten der Matrixmoleküle des funktionalen nativen Gewebes. Native articular cartilage tissue in humans contains about 1 to 5% of cartilage cells (chondrocytes) in terms of tissue volume. The cartilage cells are thereby the essential producers of the matrix molecules of the functional native tissue.
Es besteht ein hohes Bedürfnis Chondrozyten bereitzustellen, die über eine ausreichende Qualität verfügen und ein There is a great need to provide chondrocytes of sufficient quality and quality
geeignetes transplantierbares Knorpelgewebe erzeugen können, die dem nativem Gewebe entspricht, so dass ein Therapieerfolg erwartet werden kann. Dieser Therapieerfolg hängt maßgeblich von der Qualität des transplantierbaren Knorpelgewebes ab. can produce suitable transplantable cartilage tissue, which corresponds to the native tissue, so that a therapeutic success can be expected. This therapeutic success largely depends on the quality of the transplantable cartilage tissue.
Daher besteht die Aufgabe der Bereitstellung eines Therefore, the object of providing a
verbesserten transplantierbaren Knorpelgewebes, insbesondere mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere hinreichender Qualität, wie Identität mit nativen Chondrozyten und improved transplantable cartilage tissue, in particular with improved properties, in particular of sufficient quality, such as identity with native chondrocytes and
qualitativ verbesserten Sphäroiden, so dass hochwertige qualitatively improved spheroids, allowing high quality
Transplantate erhalten werden können, insbesondere zur Transplants can be obtained, in particular for
erfolgreichen Behandlung und Therapie von successful treatment and therapy of
Gelenkknorpeldefekten . Articular cartilage defects.
Überraschenderweise konnten die Erfinder Marker in isolierten Chondrozyten identifizieren, die eine hinreichende Qualität zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe erlauben. Die erfindungsgemäßen Marker erlauben insbesondere die Surprisingly, the inventors were able to identify markers in isolated chondrocytes, which allow a sufficient quality for the production of transplantable cartilage tissue. The markers according to the invention allow in particular the
Bestimmung der Knorpelzellidentität („Identitätsmarker") von den isolierten Chondrozyten in einer Kultur zu den nativen Chondrozyten .  Determination of cartilage cell identity ("identity marker") from the isolated chondrocytes in one culture to the native chondrocytes.
Eine geeignete Knorpelzellidentität erlaubt wiederum die Herstellung von geeignetem transplantierbarem Knorpelgewebe, da einerseits eine hinreichende knorpelige extrazelluläre Matrix (EZM) erreicht werden kann, andererseits eine An appropriate cartilage cell identity in turn allows the Production of suitable transplantable cartilage tissue, since on the one hand a sufficient cartilaginous extracellular matrix (ECM) can be achieved, on the other hand a
verbesserte Behandlung von Gelenkknorpeldefekten erreicht wird. improved treatment of articular cartilage defects is achieved.
In einer weiteren Ausführungsform erlauben die In a further embodiment, the allow
erfindungsgemäßen Marker die Bestimmung der Reinheit bzw. Verunreinigung der isolierten Chondrozyten bzw. Sphäroiden („Reinheitsmarker" ) . Die vorgenannten Marker gewährleisten eine hinreichende Marker according to the invention, the determination of the purity or contamination of the isolated chondrocytes or spheroids ("purity marker") .The aforementioned markers ensure a sufficient
Qualität und stellen daher „Qualitätsmarker" dar. Quality and therefore represent "quality markers".
Daher betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Selektion von Chondrozyten oder Sphäroiden zur Herstellung von Therefore, the invention relates to a method for the selection of chondrocytes or spheroids for the production of
transplantierbarem Knorpelgewebe, wobei mindestens ein transplantable cartilage tissue, wherein at least one
Qualitätsmarker bzw. Identitätsmarker oder Reinheitsmarker bestimmt wird. Quality marker or identity marker or purity marker is determined.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Selektion von Chondrozyten oder Sphäroiden zur Herstellung von transplantierbarem The inventive method for the selection of chondrocytes or spheroids for the production of transplantable
Knorpelgewebe umfasst in einem ersten Schritt, dass die Cartilage tissue includes in a first step that the
Chondrozyten in einer Monolayerkultur vermehrt werden (supra, so genannte zweidimensionale Expansionskultur) , und in einem zweiten Schritt zu Sphäroiden aggregieren können (supra, so genannte 3D-Kultivierung) , so dass die Chondrozyten zu Chondrocytes can be propagated in a monolayer culture (supra, so-called two-dimensional expansion culture), and in a second step can aggregate to spheroids (supra, so-called 3D cultivation), allowing the chondrocytes to
Sphäroiden aggregieren, und Sphäroide ausgewählt werden können. Spheroids aggregate, and spheroids can be selected.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Qualitätsmarker bzw. Identitätsmarker oder Reinheitsmarker ausgewählt aus der Gruppe KALI, CRTAC1, NRN1 oder EBF3, welche (r) in vitro bestimmt wird (werden) . In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Qualitätsmarker bzw. Identitätsmarker ausgewählt aus der Gruppe KALI, CRTAC1 , und/oder die Reinheitsmarker sind EBF3, NR 1. Insbesondere sind Synoviozyten nachteilige Verunreinigungen, die durch den Reinheitsmarker EBF3 in vitro bestimmt werden können. Solche Verunreinigungen reduzieren die Qualität der Chondrozyten als auch Sphäroiden. In a preferred embodiment, the quality marker or purity marker is selected from the group KALI, CRTAC1, NRN1 or EBF3, which is (are) determined in vitro. In a preferred embodiment, the quality markers or identity markers are selected from the group KALI, CRTAC1, and / or the purity markers are EBF3, NR 1. In particular, synoviocytes are detrimental contaminants that can be determined by the purity marker EBF3 in vitro. Such impurities reduce the quality of chondrocytes as well as spheroids.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann zusätzlich zu den vorgenannten Markern ein so genannter Potenzialmarker erfindungsgemäß angestrengt werden, der eine Vorhersage zur Aktivität und Regenerationsfähigkeit des zu erhaltenden transplantierbaren Knorpelgewebes aus den Sphäroiden erlaubt. Solche erfindungsgemäßen Potenzialmarker sind vorzugsweise Proteoglykane, besonders bevorzugt Aggrecan (ACAN) . Tabelle 1: Erfindungsgemäße Markergene In a further preferred embodiment, in addition to the aforementioned markers, a so-called potential marker can be applied according to the invention, which allows a prediction of the activity and regeneration capacity of the transplantable cartilaginous tissue to be obtained from the spheroids. Such potential markers according to the invention are preferably proteoglycans, more preferably aggrecan (ACAN). Table 1: Marker genes according to the invention
Funktionen in der Functions in the
Accession  Accession
Marker Bezeichnung Qualitätstestung  Marker designation Quality test
Nr.  No.
als auch  as well as
Selektion  selection
Homo sapiens homo sapiens
cartilage acidic  cartilage acidic
Chondrogener protein 1  Chondrogenic protein 1
CRTAC1 NM_018058 Identitätsmarker  CRTAC1 NM_018058 Identity marker
(CRTAC1) .  (CRTAC1).
für Sphäroide transcript  for spheroids transcript
variant 1. mRNA  variant 1. mRNA
Homo sapiens homo sapiens
neuritin 1 Chondrogener neuritin 1 chondrogener
NRN1 NM_001278710 (NRN1) . Reinheitsmarker transcript für Sphäroide variant 2. mRNA NRN1 NM_001278710 (NRN1). Purity marker transcript for spheroids variant 2. mRNA
Homo sapiens homo sapiens
KALI Chondrogener  KALI Chondrogener
NM_000216 anosmin 1  NM_000216 anosmin 1
(ANOS1) Identitätsmarker  (ANOS1) Identity marker
(ANOS1) . mRNA  (ANOS1). mRNA
für Monolayerkultur For Monolayer culture
Homo sapiens homo sapiens
Chondrogener early B-cell  Chondrogenic early B-cell
EBF3 NM_001005463 Reinheitsmarker factor 3 (EBF3) .  EBF3 NM_001005463 Purity marker factor 3 (EBF3).
für Sphäroide mRNA  for spheroids mRNA
Homo sapiens homo sapiens
aggrecan (ACAN) . Potenz ialmarker aggrecan (ACAN). Potentiality markers
ACAN NM_001135 ACAN NM_001135
transcript für Sphäroide variant 1. mRNA  transcript for spheroids variant 1. mRNA
Die zugehörigen DNA-Sequenzen sind über die Accession Nr. eindeutig zu identifizieren (z.B. NCBI). The associated DNA sequences can be uniquely identified by accession number (e.g., NCBI).
Die in vitro Bestimmung der erfindungsgemäßen Marker erfolgt vorzugsweise mittels Bestimmung der Genexpression dieser Marker als auch der Level der Genexpression in den isolierten Chondrozyten als auch erhaltenden Sphäroiden, die The in vitro determination of the markers according to the invention is preferably carried out by determining the gene expression of these markers as well as the level of gene expression in the isolated chondrocytes and also preserving spheroids, which
beispielsweise routinemäßig mit der Polymerase Chain Reaction (PCR, insbesondere qPCR) festgestellt werden kann, siehe Beispiele . Erfindungsgemäß zeigen die Marker eine Genexpression als auch erhöhte oder erniedrigte Genexpression im erfindungsgemäßen Verfahren, so dass eine Eignung als Marker vorliegt. For example, routinely with the polymerase chain reaction (PCR, in particular qPCR) can be found, see examples. According to the invention, the markers show gene expression as well as increased or decreased gene expression in the method according to the invention, so that they are suitable as markers.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Bestimmung der Genexpression bzw. Genexpressionslevel ebenfalls in Gegenwart und im Vergleich von Referenzgenen und deren Genexpression bzw. Genexpressionslevel erfolgen. Dies erlaubt eine In a further embodiment, the determination of the gene expression or gene expression level can also be carried out in the presence and in the comparison of reference genes and their gene expression or gene expression level. This allows one
Normalisierung der Genexpression als auch deren Normalization of gene expression as well as their
Quantifizierung, auch mittels Softwareunterstützung, siehe Michael W. Pfaffl, A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR, Nucleic Acids Research, 2001, Vol. 29, No. 9. Quantification, also by means of software support, see Michael W. Pfaffl, A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR, Nucleic Acids Research, 2001, Vol. 9th
Tabelle 2: Erfindungsgemäße Referenzgene Funktionen in der Table 2: Reference genes according to the invention Functions in the
Accession  Accession
Referenzgen Bezeichnung Qualitätstestung  Reference gene Designation Quality test
Nr.  No.
als auch  as well as
Selektion  selection
Homo sapiens homo sapiens
beta-2- beta-2-
B2M NM_004048 Referenzgen B2M NM_004048 reference gene
microglobulin  microglobulin
(B2M) . mRNA  (B2M). mRNA
Homo sapiens homo sapiens
topoisomerase  topoisomerase
TOP1 NM_003286 Referenzgen  TOP1 NM_003286 reference gene
(DNA) I (TOP1) .  (DNA) I (TOP1).
mRNA  mRNA
Die zugehörigen DNA-Sequenzen sind über die Accession Nr. The associated DNA sequences are accessible via accession no.
eindeutig zu identifizieren (z.B. NCBI). to uniquely identify (e.g., NCBI).
Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet „Selektion", dass In the context of this invention, "selection" means that
beispielsweise solche Chondrozyten oder Sphäroiden verworfen werden, die keine Genexpression der erfindungsgemäßen Marker aufweisen oder im Verhältnis zu anderen Chondrozyten oder Sphäroiden eine vergleichsweise niedrige Genexpression bzw. Genexpressionslevel aufweisen. Der Fachmann ist in der Lage anhand der erhaltenen Genexpressionsmuster eine stärkere Genexpression von einer schwächeren Genexpression zu einem oder mehreren Chondrozyten / Sphäroiden zu unterscheiden und entsprechend solche Chondrozyten oder Sphäroiden auszuwählen. For example, such chondrocytes or spheroids are discarded which have no gene expression of the marker according to the invention or in relation to other chondrocytes or spheroids have a comparatively low gene expression or gene expression level. The person skilled in the art is able, on the basis of the gene expression patterns obtained, to differentiate a stronger gene expression from a weaker gene expression to one or more chondrocytes / spheroids and accordingly to select such chondrocytes or spheroids.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind daher solche isolierte Chondrozyten nach Vermehrung als auch daraus erhaltene Sphäroide zu selektionieren als auch auszuwählen, die folgende Verhältnisse der Genexpression zu einem / oder beiden Referenzgenen (R) und zwar B2M und / oder TOP1 In a further preferred embodiment, therefore, such isolated chondrocytes after multiplication as well as spheroids obtained therefrom are to be selected as well as selected, the following ratios of gene expression to one or both reference genes (R) namely B2M and / or TOP1
aufweisen : respectively :
CRTAC1 / R > 0,003 NRN1 / R > 0, 1 CRTAC1 / R> 0.003 NRN1 / R> 0, 1
KALI / R > 1,0 KALI / R> 1.0
EBF3 / R < 0,4 EBF3 / R <0.4
ACAN / R > 0 , 29 Weitere bevorzugte Verhältnisse sind solche wie ACAN / R> 0, 29 Further preferred ratios are such as
CRTAC1 / R > 0,006, insbesondere > 0,009 und > 0,012 CRTAC1 / R> 0.006, in particular> 0.009 and> 0.012
NRN1 / R > 0,2, insbesondere > 0,3 und > 0,4 NRN1 / R> 0.2, in particular> 0.3 and> 0.4
KALI / R > 2,0, insbesondere > 3,0 und > 4,0 KALI / R> 2.0, in particular> 3.0 and> 4.0
EBF3 / R ^ 0,3, insbesondere < 0,2 und < 0,1 ACAN / R > 0,39, insbesondere > 0,49 und > 0,59 EBF3 / R ^ 0.3, in particular <0.2 and <0.1 ACAN / R> 0.39, in particular> 0.49 and> 0.59
Die angegebenen Werte verstehen sich als geeignete The stated values are suitable
Schwellenwerte . Thresholds.
Daher betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Selektion von Chondrozyten oder Sphäroiden zur Herstellung von Therefore, the invention relates to a method for the selection of chondrocytes or spheroids for the production of
transplant ierbarem Knorpelgewebe, wobei im Vergleich zu einem Referenzgen die erfindungsgemäßen Marker bestimmt werden. Transplant ierbarem cartilage tissue, wherein in comparison to a reference gene, the markers of the invention are determined.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Zuge der duchgeführten Bestimmungen des Reinheit smarkers EBF3 der Anteil an Synoviozyten als Verunreinigung in den isolierten Chondrozyten nach Vermehrung oder in den erhaltenen Sphäroiden im Verhältnis zur Gesamtanzahl der Zellen weniger oder gleich 9 %, insbesondere weniger oder gleich 5 %. In a further preferred embodiment, the proportion of synoviocytes as an impurity in the isolated chondrocytes after multiplication or in the spheroids obtained in relation to the total number of cells is less than or equal to 9%, in particular less than or equal to 5%, in the course of the determinations carried out by the purity smarker EBF3. ,
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Selektion von The inventive method allows the selection of
Chondrozyten als auch Sphäroiden, die spezifisch für ein zu transplantierbares Knorpelgewebe ausgewählt werden. Dies liegt an den besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Marker, nämlich Qualitätsmarker bzw. Identitätsmarker oder Chondrocytes as well as spheroids specific for one too transplantable cartilage tissue. This is due to the particular properties of the markers according to the invention, namely quality markers or identity markers or
Reinheitsmarker . Folglich werden solche Chondrozyten als auch Sphäroiden ausgewählt, die eine spezifische Genexpression aufweisen und entsprechende Genprodukte zum Beispiel mittels PCR nachgewiesen werden können. Purity marker. Consequently, such chondrocytes as well as spheroids are selected which have specific gene expression and corresponding gene products can be detected, for example by means of PCR.
Daher betrifft die Erfindung isolierte Chondrozyten oder isolierte erhaltene Sphäroiden, erhältlich durch ein Therefore, the invention relates to isolated chondrocytes or isolated resulting spheroids obtainable by
erfindungsgemäßes Verfahren. Weiterhin umfasst ist ein inventive method. Furthermore includes is a
transplantierbares Knorpelgewebe, insbesondere in Form eines Mittels bzw. Arzneimittels oder in Form einer pharmazeutischen Zusammensetzung enthaltend solche Chondrozyten oder transplantable cartilage tissue, in particular in the form of an agent or pharmaceutical composition or in the form of a pharmaceutical composition containing such chondrocytes or
Sphäroiden, insbesondere zur Verwendung in der Behandlung von Gelenkknorpeldefekten und / oder autologen Spheroids, in particular for use in the treatment of articular cartilage defects and / or autologous
Chondrozytentransplantation . Chondrocyte transplantation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das erfindungsgemäße transplantierbare Knorpelgewebe mit Hilfe eines Applikators (siehe EP2345450B1 (co.fix 150 der Anmelderin) oder DE102009025347A1) einem Patienten In a further preferred embodiment of the invention, the transplantable cartilage tissue according to the invention is made into a patient with the aid of an applicator (see EP 2345450B1 (co.fix 150 of the applicant) or DE102009025347A1)
verabreicht. Vorzugsweise kann das transplantierte administered. Preferably, the transplanted
Knorpelgewebe in Form einer pharmazeutischen Zusammensetzung in einer physiologischen Kochsalzlösung samt weiteren Hilfs-, Zusatzstoffen gehalten werden. Die nachfolgenden Figuren und Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung ohne die Erfindung jedoch auf die Figuren und Beispiele einzuschränken. Cartilage tissue in the form of a pharmaceutical composition in a physiological saline solution, together with other auxiliaries, additives are kept. The following figures and examples serve to illustrate the invention without restricting the invention to the figures and examples.
Beispiel 1 : Isolierung von Knorpelzellen (Chondrozyten) aus Knorpelbiopsie und Zellkultivierung Example 1 : Isolation of cartilage cells (chondrocytes) from cartilage biopsy and cell culture
Knorpelspezifische Zellen (Chondrozyten) wurden aus einer Knorpelbiopsie mittels enzymatischem Verdau unter Verwendung von Kollagenase (350 Einheiten/ml) isoliert. Der enzymatische Verdau dauerte zwischen 4 und 6 Stunden und fand bei 37 °C statt. Die Knorpelbiopsie wurde aus der femuralen Kondyle des Kniegelenks entnommen. Nach dem enzymatischen Verdau wurden die Chondrozyten zentrifugiert , gewaschen, gezählt und in Gewebekulturflaschen zusammen mit Zellkulturmedium (Alpha MEM/ Ham's F12 1: 1, 1% Glutamin) und autologem Serum (10-15% Cartilage-specific cells (chondrocytes) were isolated from cartilage biopsy by enzymatic digestion using collagenase (350 units / ml). The enzymatic digestion took between 4 and 6 hours and took place at 37 ° C. Cartilage biopsy was taken from the femoral condyle of the knee joint. After enzymatic digestion, the chondrocytes were centrifuged, washed, counted and placed in tissue culture flasks together with cell culture medium (Alpha MEM / Ham's F12 1: 1, 1% glutamine) and autologous serum (10-15%).
Humanserum) ausgesät. Zur Expansion wurden die Zellen in vitro zwischen 7 und 38 Tagen bei 37 °C in der zweidimensionalen Expansionskultur (Monolayer) kultiviert. Der Austausch von Zellkulturmedium fand alle 3-6 Tage statt. Wenn die Human serum). For expansion, the cells were cultured in vitro for 7 to 38 days at 37 ° C in the two-dimensional expansion culture (monolayer). The exchange of cell culture medium took place every 3-6 days. If the
Zellkulturen konfluent wurden, wurde die Zellkultur mithilfe von Papain passagiert und über mehrere Kulturflaschen  Cell cultures were confluent, the cell culture was passaged using papain and several culture bottles
aufgeteilt . divided up .
Nach Erreichen einer ausreichenden Anzahl von Zellen aus der Monolayer-Kultur wurden je 200.000 Zellen pro Well in After reaching a sufficient number of cells from the monolayer culture each 200,000 cells per well in
Mikrotiterplatten, die mit 2% Agarose beschichtet sind, ausgesät. Die Zellen aggregieren und bilden eine  Dried microtiter plates coated with 2% agarose. The cells aggregate and form one
dreidimensionale, runde Struktur (Sphäroid) . Während der three-dimensional, round structure (spheroid). During the
Kultivierung der Sphäroide wurde Zellkulturmedium (Alpha MEM/ Ham's F12 1: 1; 1% Glutamin), welches mit 10% autologen Serum versetzt wurde, regelmäßig ausgetauscht (alle 3-6 Tage) . Die 3D-Kultivierung dauerte zwischen 14 und 42 Tagen. Cultivation of the spheroids was periodically changed (every 3-6 days) to cell culture medium (Alpha MEM / Ham's F12 1: 1; 1% glutamine) supplemented with 10% autologous serum. The 3D cultivation took between 14 and 42 days.
Nach der Sphäroidkultivierung wurde das After spheroid cultivation, the
Knorpelzelltransplantat für den Transport und die Implantation vorbereitet, indem man die Sphäroide in den Arzneimittelträger (0,9% NaCl) sammelte und anschließend in das Applikatorsystem co. fix 150 oder eine Spritze überführte. Cartilage cell graft prepared for transport and implantation by placing the spheroids in the drug carrier (0.9% NaCl) and then into the applicator system co. fixed 150 or a syringe convicted.
Zusammengefasst besteht die Herstellung von In summary, there is the production of
Knorpelzelltransplantaten aus einer Monolayer- Kultivierungsphase, um die isolierten Chondrozyten zu Cartilage cell transplants from a monolayer culture phase to the isolated chondrocytes
vermehren und einer 3D-Kultivierungsphase um die Chondrozyten zu Sphäroiden zu aggregieren. Das Knorpelzelltransplantat ist für die autologe Anwendung, sprich für die Implantation im Knie desselben Patienten bestimmt. Beispiel 2 : a.) RNA-Isolierung and to aggregate a 3D culture phase around the chondrocytes into spheroids. The cartilage cell graft is intended for autologous use, ie implantation in the knee of the same patient. Example 2: a.) RNA isolation
Die Knorpelzellen wurden bis zur Herstellung der Sphäroide in einer zweidimensionalen Expansionskultur (Monolayer) The cartilage cells were transformed into a two-dimensional expansion culture (monolayer) until the spheroids were produced
kultiviert und anschließend mithilfe einer Enzymlösung cultivated and then using an enzyme solution
(Papain) vom Boden der Zellkulturflasche und aus dem (Papain) from the bottom of the cell culture bottle and from the
Zellverband gelöst. lxlOE6 dieser Knorpelzellen wurden für die Identitätsprüfung aus der Zellsuspension entnommen und in ein Reaktionsgefäß überführt, während die restlichen Zellen für die darauffolgende Herstellung der Sphäroide genutzt wurden. Die prüfungsrelevanten Monolayer-Zellen wurden abzentrifugiert und das Zellpellet im entsprechenden Lysepuffer (PeqGOLD, Peqlab) lysiert, schockgefroren und bis zur RNA-Isolierung bei -70 °C gelagert. Für die Markertestung an Knorpelzell- Sphäroiden wurden nach zweiwöchiger Kulturdauer 8 Sphäroide aus der Well-Platte entnommen, mit PBS gewaschen und mit dem entsprechenden Lysepuffer (PeqGOLD, Peqlab) lysiert. Die im Lysepuffer aufgenommenen Sphäroide wurden für einen optimalen Zellaufschluss mittels Spritze und Kanüle mechanisch  Cell structure solved. lxlOE6 of these cartilage cells were removed from the cell suspension for identity verification and transferred to a reaction vessel, while the remaining cells were used for the subsequent production of the spheroids. The test-relevant monolayer cells were centrifuged off and the cell pellet was lysed in the appropriate lysis buffer (PeqGOLD, Peqlab), snap-frozen and stored at -70 ° C. until RNA isolation. For marker testing on cartilage cell spheroids, 8 spheroids were removed from the well plate after two weeks of culture, washed with PBS and lysed with the appropriate lysis buffer (PeqGOLD, Peqlab). The spheroids incorporated in the lysis buffer were mechanically prepared for optimal cell disruption by means of a syringe and cannula
homogenisiert, indem die Sphäroide auf- und abgezogen wurden. Daraufhin wurde das Lysat in flüssigem Stickstoff Homogenized by the spheroids were added and removed. The lysate then became liquid nitrogen
schockgefroren und bis zur RNA-Isolierung bei -70 °C gelagert. Shock frozen and stored at -70 ° C until RNA isolation.
Die Extraktion der Gesamt-RNA aus den Knorpelzell-Sphäroiden und -Monolayerzellen erfolgte anhand des peqGOLD Total RNA Kits der Firma Peqlab oder mit dem RNeasy Plus Mini Kit der Firma Qiagen gemäß den Anweisungen des Herstellers. Die isolierte RNA wurde in nukleasefreiem Wasser eluiert und bis zur cDNA-Synthese bei -70 °C gelagert. Nach der RNA-Isolierung wurde die Quantität, Qualität und Integrität der RNA mit einem Spektrophotometer (NanoDrop, Thermo Scientific) und mittels eines Bioanalyzers (Agilent) nach den Anweisungen der Extraction of total RNA from the cartilage cell spheroids and monolayer cells was carried out using the peqGOLD Total RNA Kit from Peqlab or with the RNeasy Plus Mini Kit from Qiagen according to the manufacturer's instructions. The isolated RNA was eluted in nuclease-free water and stored at -70 ° C until cDNA synthesis. After RNA isolation, the quantity, quality and integrity of the RNA were measured using a spectrophotometer (NanoDrop, Thermo Scientific) and a Bioanalyzer (Agilent) according to the instructions of the
Hersteller bestimmt. b.) cDNA-Synthese Manufacturer determined. b.) cDNA synthesis
Die cDNA-Synthese erfolgte anhand des Transcriptor First The cDNA synthesis was carried out using the Transcriptor First
Strand cDNA Synthesis Kit (Roche) gemäß den Anweisungen des Herstellers. Für jede Probe wurden 80 ng Gesamt-RNA unter Verwendung der random Hexamer-Primer transkribiert. In einem sterilen Reaktionsgefäß wurde der Template-Primer-Mix für ein Reaktionsvolumen von 20 μΐ angesetzt. Zum Template-Primer-Mix wurden folgende weiteren Komponenten hinzupipettiert : Strand cDNA Synthesis Kit (Roche) according to the manufacturer's instructions. For each sample, 80 ng of total RNA was transcribed using random hexamer primers. In a sterile reaction vessel, the template-primer mix for a reaction volume of 20 μΐ was set. The following additional components were added to the template-primer mix:
Transcriptor Reverse Transcriptase Reaction Buffer, Protector RNase Inhibitor, Deoxynucleotide Mix, Transcriptor Reverse Transcriptase. Die Reaktionsansätze wurden gemixt,  Transcriptor Reverse Transcriptase Reaction Buffer, Protector RNase Inhibitor, Deoxynucleotide Mix, Transcriptor Reverse Transcriptase. The reaction mixtures were mixed,
herunterzentrifugiert und anschließend im Thermocycler centrifuged down and then in a thermocycler
inkubiert. Die revers-transkribierte cDNA wurde anschließend mit nukleasefreiem Wasser bis zu einer Endkonzentration von 1 ng/μΐ verdünnt. Die Proben wurden bis zur weiteren Verwendung in den qPCR-Analysen bei -20 °C gelagert. c.) qPCR Für die qPCR-Analysen wurde die qPCR-Technik mit dem LightCycler® 480 Instrument II (Roche) im 384-Well-Format genutzt. Die Primer waren HPLC gereinigt und wurden in incubated. The reverse-transcribed cDNA was then diluted with nuclease-free water to a final concentration of 1 ng / μΐ. The samples were stored at -20 ° C in the qPCR analyzes until further use. c.) qPCR For the qPCR analyzes, the qPCR technique with the LightCycler® 480 Instrument II (Roche) in 384-well format was used. The primers were HPLC purified and were in
nukleasefreiem Wasser auf eine Konzentration von 10 μΜ gelöst. Die Sonden wurden in einer Konzentration von 10 μΜ eingesetzt. Für die zu messenden Marker wurden zuvor definierte qPCR- Reaktionsbedingungen bezüglich der Primer- und nuclease-free water to a concentration of 10 μΜ dissolved. The probes were used at a concentration of 10 μΜ. For the markers to be measured previously defined qPCR reaction conditions with respect to the primer and
Sondenkonzentration sowie für die Verwendung von Additiven etabliert. Für alle Proben wurde eine Mastermischung gemäß der Reaktionsbedingung der spezifischen Primer hergestellt. Probe concentration and established for the use of additives. For all samples, a master mix was prepared according to the reaction condition of the specific primers.
Jeweils 8 μΐ des für jedes Zielgen spezifischen Reaktionsmixes wurde in die entsprechende Vertiefung der 384-Well-Platte pipettiert und anschließend 2 μΐ cDNA-Probe (1 ng/μΐ)  In each case 8 μΐ of the reaction mixture specific for each target gene was pipetted into the corresponding well of the 384-well plate and then 2 μΐ cDNA sample (1 ng / μΐ)
hinzugegeben, womit sich pro qPCR-Reaktion ein Gesamtvolumen von 10 μΐ ergab. added, which resulted in a total volume of 10 μΐ per qPCR reaction.
Die qPCR-Analyse basiert auf der exponentiellen Zunahme der fluoreszenz-markierten PCR-Amplifikate des Gens von Interesse. Die Auswertung der qPCR-Daten erfolgte mit Hilfe der The qPCR analysis is based on the exponential increase of the fluorescence-labeled PCR amplicons of the gene of interest. The evaluation of the qPCR data was carried out with the aid of
LightCycler® 480 Software unter Verwendung des Softwaremoduls Advanced Relative Quantification (Roche) . Das verwendete LightCycler® 480 software using the software module Advanced Relative Quantification (Roche). The used
Detektionsformat war das sogenannte Mono Color Hydrolyse Detection format was the so-called mono-color hydrolysis
Probe/UPL Probe Programm mit den folgenden Parametern: Sample / UPL sample program with the following parameters:
Anregungsfilter 483 nm, Emissionsfilter 533 nm, Excitation filter 483 nm, emission filter 533 nm,
Filterkombination FAM. qPCR-Daten wurden mit den Filter combination FAM. qPCR data was used with the
Softwaremodulen zur relativen Quantifizierung erzeugt und analysiert. Absolute qPCR-Daten (CP-Werte) der jeweiligen Zielgene wurden mit der Methode Abs Quant /2nd Derivative Max erzeugt. Der Cp-Wert (Crossing point oder Zyklusschwelle) ist die Anzahl an PCR-Zyklen, die erforderlich sind, um einen definierten Schwellenwert des Fluoreszenzsignals zu überschreiten. Die Fluoreszenz-Signalerfassung wurde am Ende eines jeden Zyklus bei 72 °C durchgeführt. Software modules for relative quantification generated and analyzed. Absolute qPCR data (CP values) of the respective target genes were generated using the method Abs Quant / 2nd Derivative Max. The Cp value (Crossing point) is the number of PCR cycles required to reach a defined fluorescence signal threshold exceed. Fluorescence signal acquisition was performed at 72 ° C at the end of each cycle.
Die Normalisierung der mRNA-Expressionslevel der Zielgene gegenüber Referenzgene wurde mit Hilfe der sogenannten E- (Efficiency) -Methode unter Verwendung des SoftwaremodulsThe normalization of the mRNA expression levels of the target genes compared to reference genes was using the so-called E (efficiency) method using the software module
Advanced Relative Quantification (Roche) durchgeführt. Zwei Referenzgene, TOP1 und B2M, wurden jeweils als interne Advanced Relative Quantification (Roche) performed. Two reference genes, TOP1 and B2M, were each considered internal
Normalisierungskontrolle für jede Probe mitgemessen. Die Normalization control measured for each sample. The
Expression der Zielgene wurde auf diese Referenzgene normiert und normalisierte Daten wurden als Ziel/Referenz-Werte (T/R) automatisch vom Softwaremodul Advanced Relative Quantification bereitgestellt. Das diesem Softwaremodul zugrundeliegende mathematische Modell basiert auf der Beziehung zwischen den Cp-Werten des Zielgens im Vergleich zu den Referenzgenen und berücksichtigt u.a. die primerspezifische Expression of the target genes was normalized to these reference genes, and normalized data was automatically provided as Target / Reference Values (T / R) by the Advanced Relative Quantification software module. The mathematical model underlying this software module is based on the relationship between the Cp values of the target gene compared to the reference genes and takes into account i.a. the primer-specific
Amplifikationseffizienz . Amplification efficiency.
Die normalisierten Expressionswerte werden für die Prüfung der Qualität der Knorpelzelltransplantate benutzt. Kritische The normalized expression values are used for testing the quality of cartilage cell transplants. critical
Qualitätsattribute stellen Identität, Reinheit und Potenzial dar, wobei für jeden Qualitätsparameter mindestens ein Quality attributes represent identity, purity and potential, with at least one for each quality parameter
spezifischer Marker identifiziert wurde, der zum Nachweis ausreichender Qualität gemessen werden kann. Die specific marker that can be measured to demonstrate sufficient quality. The
normalisierten Expressionswerte eines Markers müssen dabei für den Nachweis ausreichender Qualität definierte normalized expression values of a marker must be defined for the detection of sufficient quality
Akzeptanzgrenzen erfüllen. Der Wert für die Qualitätsparameter basiert auf den mRNA-Expressionsniveaus in Monolayer- Knorpelzellen (KALI) oder -Sphäroiden (CRTAC1, NRN1, EBF3 und ACAN) . Fulfill acceptance limits. The value for the quality parameters is based on mRNA expression levels in monolayer cartilage cells (KALI) or spheroids (CRTAC1, NRN1, EBF3 and ACAN).
Tabelle 3 zeigt die Anwendung der beschriebenen Selektion auf Knorpeltransplantatprodukte. Insgesamt wurden 48 Knorpeltransplantatprodukte wie beschrieben hergestellt und einer Prüfung auf Identität, Reinheit (Verunreinigung) als auch Potential mit den erfindungsgemäßen Markern unterzogen. Achtundvierzig der 48 Knorpeltransplantate erfüllten die Table 3 shows the application of the described selection to cartilage graft products. Altogether 48 Cartilage graft products prepared as described and subjected to a test for identity, purity (contamination) as well as potential with the markers according to the invention. Forty - eight of the 48 cartilage grafts met the
Kriterien der Identität im Monolayer (KALI) und im SphäroidIdentity criteria in monolayer (KALI) and spheroid
(CRTAC1) . Vier der 48 Knorpeltransplantate erfüllten nicht das Kriterium Reinheit (Verunreinigung) (EBF3, NRN1) und 19 der 48 Knorpeltransplantate erfüllten nicht das Kriterium des (CRTAC1). Four of the 48 cartilage grafts did not meet the criteria of purity (contamination) (EBF3, NRN1) and 19 of the 48 cartilage grafts did not fulfill the criterion of
Potentials. Insgesamt erfüllten 22 der 48 Potential. Altogether 22 of the 48 completed
Knorpelzelltransplantate nicht das Kriterium der Cartilage cell transplants are not the criterion of
Knorpelzellqualität (Identität, Reinheit /Verunreinigung oder Potential) . Sechsundzwanzig der 48 Knorpelzelltransplantate erfüllten das Kriterium der Knorpelzellqualität (Identität, Reinheit /Verunreinigung oder Potential) und sind zur  Cartilage cell quality (identity, purity / contamination or potential). Twenty-six of the 48 cartilage cell transplants met the criterion of cartilage cell quality (identity, purity / contamination or potential) and are known as
Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe geeignet und wurden ausgewählt . Production of transplantable cartilage tissue and were selected.
Tabelle 3: Auswahl nach den angegebenen Schwellenwerten Table 3: Selection according to the specified thresholds
Beispiel 3: Example 3:
Herstellung von zu transplantierendem Knorpelgewebe mittels in Monolayerkultur vermehrter Knorpelzellen definierter Qualität, hier: Identität Production of cartilage tissue to be transplanted using quality defined in monolayer culture of cartilage cells, here: identity
Vom Patienten mit zu behandelndem Knorpeldefekt wird aus einem gesunden Knorpelareal eine Biopsie hyalinen Knorpels  From the patient with the cartilage defect to be treated, a healthy cartilage area becomes a biopsy of hyaline cartilage
entnommen. Durch enzymatischen Verdau des Knorpelgewebes mit einer Kollagenaselösung werden die im Knorpelgewebe taken. By enzymatic digestion of the cartilage tissue with a collagenase solution, those in the cartilage tissue
befindlichen Knorpelzellen (Chondrozyten) isoliert und mittels Standardzellkulturbedingungen in Zellkulturflaschen located cartilage cells (chondrocytes) isolated and using standard cell culture conditions in cell culture bottles
(Monolayerkultur) in der Gegenwart von autologem Serum  (Monolayer culture) in the presence of autologous serum
vermehrt, so dass ein maximaler Population Doubling Level (PDL) von 10 nicht überschritten wird und ausreichend multiplied so that a maximum population doubling level (PDL) of 10 is not exceeded and sufficient
Chondrozyten zur Herstellung von transplantierbarem Chondrocytes for the production of transplantable
Knorpelgewebe zur Verfügung stehen. Ein Teil der im Monolayer vermehrten Knorpelzellen wird zur Bestimmung der Cartilage tissues are available. Part of the cartilage cells propagated in the monolayer is used to determine the
Knorpelzellidentität und der übrige Teil zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe verwendet. Cartilage cell identity and the remainder of the preparation of transplantable cartilage tissue.
Der Marker zur Knorpelzellidentität in der Monolayerkultur zeigt an, dass Knorpelzellen in der Knorpelzellkultur  The marker for cartilage cell identity in monolayer culture indicates that cartilage cells are involved in cartilage cell culture
vorliegen. Zur Knorpelzellidentität in der Monolayerkultur wird mittels gängiger molekularbiologischer Techniken dieavailable. For cartilage cell identity in the Monolayerkultur is using conventional molecular biology techniques the
Gesamt-RNA der im Monolayer kultivierten Chondrozyten isoliert und mittels reverser Transkriptase in cDNA umgeschrieben. Total RNA of the monolayer cultured chondrocytes isolated and transcribed by means of reverse transcriptase into cDNA.
Mittels gängiger Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird die Expression wenigstens eines Referenzgens (supra, Tabelle 2) und des Identitätsmarkers „KALI" bestimmt. Die Expression von „KALI" wird in Relation zu der Expression des Referenzgens gesetzt und ergibt so einen normalisierten Genexpressionswert für den Identitätsmarker „KALI". Die Expression von „KALI" zeigt an, dass Chondrozyten ausreichender Qualität (Identität) zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe The expression of at least one reference gene (supra, Table 2) and the identity marker "KALI" is determined by means of conventional polymerase chain reaction (PCR) .The expression of "KALI" is set in relation to the expression of the reference gene and thus yields a normalized gene expression value for the identity marker "KALI." The expression of "KALI" indicates that chondrocytes of sufficient quality (identity) for the production of transplantable cartilage tissue
vorliegen . present.
Zur Herstellung der transplantierbaren Knorpelgewebe werden wenigstens 100.000 der im Monolayer vermehrten Chondrozyten ausreichender Qualität (Identität) in ein Zellkulturgefäß in der Gegenwart von Standardzellkulturmedien und autologem Serum überführt. Das Zellkulturgefäß verhindert mittels zum Beispiel einer Agarosebeschichtung des Zellkulturbodens ein Anheften der Chondrozyten. Nach wenigen Tagen haften die Chondrozyten aneinander und bilden Aggregate, sogenannte Sphäroide aus. Die Sphäroide werden über einen Zeitraum von wenigstens 1-2 Wochen kultiviert und bilden eine knorpelige extrazelluläre Matrix aus ( Sphäroidkultur) . Dieses Knorpelgewebe (Chondrozyten ausreichender Qualität (Identität) und knorpelige  To produce the transplantable cartilage tissue, at least 100,000 of the monolayer-enhanced chondrocytes of sufficient quality (identity) are transferred to a cell culture vessel in the presence of standard cell culture media and autologous serum. The cell culture vessel prevents attachment of the chondrocytes by means of, for example, an agarose coating of the cell culture soil. After a few days, the chondrocytes adhere to each other and form aggregates, so-called spheroids. The spheroids are cultured for a period of at least 1-2 weeks and form a cartilaginous extracellular matrix (spheroid culture). This cartilage tissue (chondrocytes of sufficient quality (identity) and cartilaginous
extrazelluläre Matrix) ist geeignet, um nach Einbringen in den Knorpeldefekt des zu behandelnden Patienten ein extracellular matrix) is suitable for insertion into the cartilage defect of the patient to be treated
Knorpelersatzgewebe aufzubauen, welches den Defekt füllt und die Funktion des natürlichen Knorpelgewebes übernimmt. Knorpelgewebe unzureichender Qualität (Identität in der Build cartilage replacement tissue that fills the defect and takes over the function of the natural cartilage tissue. Cartilage tissue of insufficient quality (identity in the
Monolayerkultur) ist nicht zum Aufbau von Knorpelersatzgewebe geeignet und wird verworfen. Monolayer culture) is not suitable for building cartilage replacement tissue and is discarded.
Beispiel 4 : Herstellung von zu transplantierendem Knorpelgewebe mittels in Sphäroidkultur befindlicher Knorpelzellen definierter Example 4: Production of Cartilaginous Tissue to be Transplanted by Spheroid Culture Cartilage Cells
Qualität, hier: Identität Quality, here: identity
Die in Beispiel 3 isolierten und im Monolayer vermehrten  The isolated in Example 3 and multiplied in the monolayer
Knorpelzellen werden zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe verwendet. Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
Wie in Beispiel 3 beschrieben, werden die im Monolayer vermehrten Chondrozyten in ein spezielles Zellkulturgefäß überführt, welches ein Anheften der Chondrozyten verhindert, so dass sich nach wenigen Tagen Aggregate, sogenannte  As described in Example 3, the chondrocytes propagated in the monolayer are transferred to a special cell culture vessel, which prevents attachment of the chondrocytes, so that after a few days aggregates, so-called
Sphäroide, ausbilden. Die Sphäroide werden über einen Zeitraum von wenigstens 1-2 Wochen kultiviert und bilden eine Spheroids, training. The spheroids are cultured for a period of at least 1-2 weeks and form a
knorpelige extrazelluläre Matrix aus (Sphäroidkultur) . cartilaginous extracellular matrix from (spheroid culture).
Der Marker zur Knorpelzellidentität in der Sphäroidkultur zeigt an, dass Knorpelzellen in der Sphäroidkultur vorliegen. Zur Bestimmung der Knorpelzellidentität in der Sphäroidkultur wird mittels gängiger molekularbiologischer Techniken die Gesamt-RNA eines Teiles der in Sphäroiden kultivierten The cartilage cell identity marker in the spheroid culture indicates that cartilage cells are present in the spheroid culture. To determine the cartilage cell identity in the spheroid culture, the total RNA of a part of those cultivated in spheroids is by means of common molecular biological techniques
Chondrozyten isoliert und mittels reverser Transkriptase in cDNA umgeschrieben. Mittels gängiger Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird die Expression wenigstens eines Referenzgens Chondrocytes isolated and transcribed by means of reverse transcriptase into cDNA. By means of conventional polymerase chain reaction (PCR), the expression of at least one reference gene
(supra, Tabelle 2) und des Identitätsmarkers „CRTAC1" (supra, Table 2) and the identity marker "CRTAC1"
bestimmt. Die Expression von „CRTAC1" wird in Relation zu der Expression des Referenzgens gesetzt und ergibt so einen normalisierten Genexpressionswert für den Identitätsmarker „CRTAC1". Die Expression von „CRTAC1" zeigt an, dass certainly. The expression of "CRTAC1" is set in relation to the expression of the reference gene and thus gives a normalized gene expression value for the identity marker "CRTAC1". The expression of "CRTAC1" indicates that
Chondrozyten ausreichender Qualität (Identität) im Sphäroid zur Transplantation des Knorpelgewebes vorliegen. Chondrocytes of sufficient quality (identity) in the spheroid present for the transplantation of cartilage tissue.
Dieses Knorpelgewebe (Chondrozyten ausreichender Qualität (Identität) und knorpelige extrazelluläre Matrix) ist This cartilage tissue (chondrocytes of sufficient quality (identity) and cartilaginous extracellular matrix) is
geeignet, um nach Einbringen in den Knorpeldefekt des zu behandelnden Patienten ein Knorpelersatzgewebe aufzubauen, welches den Defekt füllt und die Funktion des natürlichen Knorpelgewebes übernimmt. Knorpelgewebe unzureichender suitable to build up after insertion into the cartilage defect of the patient to be treated a cartilage replacement tissue, which fills the defect and takes over the function of the natural cartilage tissue. Cartilage tissue inadequate
Qualität (Identität in der Sphäroidkultur) ist nicht zum Quality (identity in the spheroid culture) is not for
Aufbau von Knorpelersatzgewebe geeignet und wird verworfen. Beispiel 5: Construction of cartilage replacement tissue suitable and is discarded. Example 5:
Herstellung von zu transplantierendem Knorpelgewebe mittels in Sphäroidkultur befindlicher Knorpelzellen definierter Production of Cartilage Graft to be Transplanted by Spheroid Culture Cartilage Cells
Qualität, hier: Reinheit Quality, here: purity
Die in Beispiel 3 isolierten und im Monolayer vermehrten  The isolated in Example 3 and multiplied in the monolayer
Knorpelzellen werden zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe verwendet. Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
Wie in Beispiel 3 beschrieben, werden die im Monolayer vermehrten Chondrozyten in ein spezielles Zellkulturgefäß überführt, welches ein Anheften der Chondrozyten verhindert, so dass sich nach wenigen Tagen Aggregate, sogenannte  As described in Example 3, the chondrocytes propagated in the monolayer are transferred to a special cell culture vessel, which prevents attachment of the chondrocytes, so that after a few days aggregates, so-called
Sphäroide, ausbilden. Die Sphäroide werden über einen Zeitraum von wenigstens 1-2 Wochen kultiviert und bilden eine  Spheroids, training. The spheroids are cultured for a period of at least 1-2 weeks and form a
knorpelige extrazelluläre Matrix aus (Sphäroidkultur) . cartilaginous extracellular matrix from (spheroid culture).
Der Marker zur Knorpelzellreinheit zeigt den Gehalt an The marker for cartilage cell purity indicates the content
Knorpelzellen in der Sphäroidkultur an. Zur Bestimmung der Knorpelzellreinheit in der Sphäroidkultur wird mittels gängiger molekularbiologischer Techniken die Gesamt-RNA eines Teiles der in Sphäroiden kultivierten Chondrozyten isoliert und mittels reverser Transkriptase in cDNA umgeschrieben. Cartilage cells in the spheroid culture. To determine the cartilage cell purity in the spheroid culture, the total RNA of a part of the chondrocytes cultivated in spheroids is isolated by means of conventional molecular biological techniques and transcribed into cDNA by means of reverse transcriptase.
Mittels gängiger Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird dieBy means of conventional polymerase chain reaction (PCR) is the
Expression wenigstens eines Referenzgens (supra, Tabelle 2) und des Reinheitsmarkers „NRN1" bestimmt. Die Expression von „NRN1" wird in Relation zu der Expression des Referenzgens gesetzt und ergibt so einen normalisierten Genexpressionswert für den Reinheitsmarker „NRN1". Übersteigt die Expressionshöhe von „NRN1" den zuvor definierten Schwellenwert für die Expression of at least one reference gene (supra, Table 2) The expression of "NRN1" is set in relation to the expression of the reference gene and thus gives a normalized gene expression value for the purity marker "NRN1." If the expression level of "NRN1" exceeds the previously defined threshold value for the NRN1
Reinheit, z.B. 1.0, zeigt dieses an, dass Chondrozyten Purity, e.g. 1.0, this indicates that chondrocytes
ausreichender Qualität (Reinheit) im Sphäroid zur sufficient quality (purity) in the spheroid
Transplantation des Knorpelgewebes vorliegen. Ist der Transplantation of cartilage tissue. Is the
Schwellenwert für die Reinheit unterschritten, liegen Threshold for purity falls below
Chondrozyten unzureichender Qualität (Reinheit) im Sphäroid zur Transplantation des Knorpelgewebes vor. Chondrocytes of insufficient quality (purity) in the spheroid for the transplantation of cartilage tissue before.
Dieses Knorpelgewebe (Chondrozyten ausreichender Qualität (Reinheit) und knorpelige extrazelluläre Matrix) ist geeignet, um nach Einbringen in den Knorpeldefekt des zu behandelnden Patienten ein Knorpelersatzgewebe aufzubauen, welches denThis cartilage tissue (chondrocytes of sufficient quality (purity) and cartilaginous extracellular matrix) is suitable for building up a cartilage replacement tissue after introduction into the cartilage defect of the patient to be treated
Defekt füllt und die Funktion des natürlichen Knorpelgewebes übernimmt. Knorpelgewebe unzureichender Qualität (Erniedrigter Reinheitsgrad) ist nicht zum Aufbau von Knorpelersatzgewebe geeignet und wird verworfen. Beispiel 6: Fills defect and takes over the function of natural cartilage tissue. Cartilage tissue of inferior quality (reduced degree of purity) is not suitable for building up cartilage replacement tissue and is discarded. Example 6:
Herstellung von zu transplantierendem Knorpelgewebe mittels in Sphäroidkultur befindlicher Knorpelzellen und definierter zellulärer Verunreinigungen Production of Cartilage Tissue to be Transplanted by Spheroid Culture Cartilage Cells and Defined Cellular Impurities
Die in Beispiel 3 isolierten und im Monolayer vermehrten  The isolated in Example 3 and multiplied in the monolayer
Knorpelzellen werden zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe verwendet. Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
Wie in Beispiel 3 beschrieben, werden Sphäroide gebildet und über einen Zeitraum von wenigstens 1-2 Wochen kultiviert, um eine knorpelige extrazelluläre Matrix auszubilden  As described in Example 3, spheroids are formed and cultured for a period of at least 1-2 weeks to form a cartilaginous extracellular matrix
(Sphäroidkultur) . (Spheroid culture).
Der Marker zur Knorpelzellverunreinigung zeigt den Gehalt an zellulären Verunreinigungen mit Synovialzellen, Knochen- und/oder Fettzellen in der Sphäroidkultur an. Zur Bestimmung von zellulären Verunreinigungen der Knorpelzellen in The marker for cartilage cell contamination indicates the content cellular impurities with synovial cells, bone and / or fat cells in the spheroid culture. To determine cellular impurities of cartilage cells in
Sphäroidkultur wird mittels gängiger molekularbiologischer Techniken die Gesamt-RNA eines Teiles der in Sphäroiden kultivierten Chondrozyten isoliert und mittels reverser Sphäroidkultur is isolated by means of conventional molecular biology techniques, the total RNA of a part of the chondrocytes cultivated in spheroids and by means of reverse
Transkriptase in cDNA umgeschrieben. Mittels gängiger Transcribed into cDNA transcriptase. By means of common
Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird die Expression wenigstens eines Referenzgens (supra, Tabelle 2) und des Polymerase chain reaction (PCR) is the expression of at least one reference gene (supra, Table 2) and the
Verunreinigungsmarkers „EBF3" bestimmt. Die Expression von „EBF3" wird in Relation zu der Expression des Referenzgens gesetzt und ergibt so einen normalisierten Genexpressionswert für den Verunreinigungsmarker „EBF3". Unterschreitet die The expression of "EBF3" is set in relation to the expression of the reference gene and thus results in a normalized gene expression value for the contaminant marker "EBF3"
Expressionshöhe von „EBF3" den zuvor definierten Schwellenwert für die Verunreinigung, z.B. 0.8, zeigt dieses an, dass keine übermäßigen zellulären Verunreinigungen durch Synoviozyten im Sphäroid zur Transplantation des Knorpelgewebes vorliegen.. Ist der Schwellenwert für die Verunreinigung überschritten, liegen Chondrozyten unzureichender Qualität (Verunreinigung) im Sphäroid zur Transplantation des Knorpelgewebes vor. Expression level of "EBF3" the previously defined threshold for contamination, eg 0.8, indicates that there is no excessive cellular contamination by synoviocytes in the spheroid for transplanting the cartilaginous tissue. When the threshold for contamination is exceeded, chondrocytes are of insufficient quality (contamination ) in the spheroid for the transplantation of cartilage tissue.
Dieses Knorpelgewebe (Chondrozyten ausreichende Qualität This cartilage tissue (chondrocytes sufficient quality
(Verunreinigung) und knorpelige extrazelluläre Matrix) ist geeignet, um nach Einbringen in den Knorpeldefekt des zu behandelnden Patienten ein Knorpelersatzgewebe aufzubauen, welches den Defekt füllt und die Funktion des natürlichen Knorpelgewebes übernimmt. Knorpelgewebe unzureichender (Contaminant) and cartilaginous extracellular matrix) is suitable, after introduction into the cartilage defect of the patient to be treated, to build up a cartilage replacement tissue which fills the defect and takes over the function of the natural cartilaginous tissue. Cartilage tissue inadequate
Qualität (Erhöhter Gehalt an zellulären Verunreinigungen) ist nicht zum Aufbau von Knorpelersatzgewebe geeignet und wird verworfen . Beispiel 7: Herstellung von zu transplantierendem Knorpelgewebe mittels in Spharoidkultur befindlicher Knorpelzellen definierten Quality (increased content of cellular contaminants) is not suitable for building up cartilage replacement tissue and is discarded. Example 7: Production of Cartilaginous Tissue to be Transplanted by Sphiloid Culture Cartilage Cells
Potentials potential
Die in Beispiel 3 isolierten und im Monolayer vermehrten  The isolated in Example 3 and multiplied in the monolayer
Knorpelzellen werden zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe verwendet. Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
Wie in Beispiel 3 beschrieben, werden Sphäroide gebildet und über einen Zeitraum von wenigstens 1-2 Wochen kultiviert, um eine knorpelige extrazelluläre Matrix auszubilden  As described in Example 3, spheroids are formed and cultured for a period of at least 1-2 weeks to form a cartilaginous extracellular matrix
(Spharoidkultur) . (Spharoid culture).
Der Marker zum Knorpelzellpotential zeigt an, dass  The marker for cartilage cell potential indicates that
Knorpelzellen in der Spharoidkultur die Fähigkeit aufweisen knorpelige extrazelluläre Matrix zu bilden. Zur Bestimmung des Potentials von Knorpelzellen in Sphäroidkultur wird mittels gängiger molekularbiologischer Techniken die Gesamt-RNA eines Teiles der in Sphäroiden kultivierten Chondrozyten isoliert und mittels reverser Transkriptase in cDNA umgeschrieben. Cartilage cells in the sphoid culture have the ability to form cartilaginous extracellular matrix. To determine the potential of cartilage cells in spheroid culture, the total RNA of a part of the chondrocytes cultivated in spheroids is isolated by means of conventional molecular biological techniques and transcribed into cDNA by means of reverse transcriptase.
Mittels gängiger Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird die Expression wenigstens eines Referenzgens und des By means of conventional polymerase chain reaction (PCR), the expression of at least one reference gene and the
Potentialmarkers „Aggrecan" bestimmt. Die Expression vonPotential marker "Aggrecan" determines the expression of
„Aggrecan" wird in Relation zu der Expression des Referenzgens gesetzt und ergibt so einen normalisierten Genexpressionswert für den Potentialmarker „Aggrecan". Überschreitet die "Aggrecan" is set in relation to the expression of the reference gene and thus gives a normalized gene expression value for the potential marker "aggrecan". Exceeds the
Expressionshöhe von „Aggrecan" den zuvor definierten Expression level of "Aggrecan" the previously defined
Schwellenwert für das Potential, z.B. 0.1, zeigt dieses an, dass Chondrozyten ausreichender Qualität (Potential) im Threshold for the potential, e.g. 0.1, this indicates that chondrocytes of sufficient quality (potential) in the
Sphäroid zur Transplantation des Knorpelgewebes vorliegen. Ist der Schwellenwert für das Potential unterschritten liegen Chondrozyten unzureichender Qualität (unzureichendes Potential knorpelige extrazelluläre Matrix zu bilden) im Sphäroid zur Transplantation des Knorpelgewebes vor. Spheroid for the transplantation of cartilage tissue present. If the threshold for the potential has been undershot, chondrocytes of insufficient quality (insufficient potential to form cartilaginous extracellular matrix) are present in the spheroid for transplanting the cartilaginous tissue.
Dieses Knorpelgewebe (Chondrozyten ausreichende Qualität (Potential) und knorpelige extrazelluläre Matrix) ist geeignet, um nach Einbringen in den Knorpeldefekt des zu behandelnden Patienten ein Knorpelersatzgewebe aufzubauen, welches den Defekt füllt und die Funktion des natürlichen Knorpelgewebes übernimmt. Knorpelgewebe unzureichender This cartilage tissue (chondrocytes sufficient quality (Potential) and cartilaginous extracellular matrix) is suitable, after introduction into the cartilage defect of the patient to be treated, to build up a cartilage replacement tissue which fills the defect and takes over the function of the natural cartilaginous tissue. Cartilage tissue inadequate
Qualität (Potential) ist nicht zum Aufbau von Quality (potential) is not to build up
Knorpelersatzgewebe geeignet und wird verworfen. Cartilage replacement tissue suitable and is discarded.
Beispiel 8: Example 8:
Herstellung von zu transplantierendem Knorpelgewebe mittels Knorpelzellen definierter Qualität Production of cartilage tissue to be transplanted by means of cartilage cells of defined quality
Die in Beispiel 3 isolierten und im Monolayer vermehrten  The isolated in Example 3 and multiplied in the monolayer
Knorpelzellen werden zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe verwendet. Cartilage cells are used to make transplantable cartilage tissue.
Wie in Beispiel 3 beschrieben, werden Sphäroide gebildet und über einen Zeitraum von wenigstens 1-2 Wochen kultiviert, um eine knorpelige extrazelluläre Matrix auszubilden  As described in Example 3, spheroids are formed and cultured for a period of at least 1-2 weeks to form a cartilaginous extracellular matrix
( Sphäroidkultur) . (Spheroid culture).
Zum Nachweis qualitativ hochwertiger Sphäroidkulturen zur Transplantation und zur Regeneration von artikulären  To detect high quality spheroid cultures for transplantation and regeneration of articular
Knorpeldefekten wird, wie in Beispiel 3 beschrieben, die Cartilage defects, as described in Example 3, the
Identität mittels des Identitätsmarkers „KALI" und mittels des Identitätsmarkers „CRTAC1", wie in Beispiel 4 beschrieben, bestimmt. Zudem wird, wie in Beispiel 5 beschrieben, der  Identity by means of the identity marker "KALI" and by means of the identity marker "CRTAC1", as described in Example 4, determined. In addition, as described in Example 5, the
Reinheitsmarker „NRN1" und/oder, wie in Beispiel 6 Purity marker "NRN1" and / or as in Example 6
beschrieben, der Verunreinigungsmarker „EBF3" bestimmt. described, the impurity marker "EBF3" determined.
Weiterhin wird, wie in Beispiel 7 beschrieben, der Furthermore, as described in Example 7, the
Potentialmarker „Aggrecan" bestimmt. Potential marker "Aggrecan" determined.
Knorpelgewebe (Chondrozyten ausreichender Qualität (Identität in der Monolayerkultur und/oder in der Sphäroidkultur, ausreichende Reinheit und/oder akzeptabler Grad an zellulären Verunreinigungen sowie ausreichendes Potential knorpelige extrazelluläre Matrix zu bilden) und knorpelige extrazelluläre Matrix) ist geeignet, um nach Einbringen in den Knorpeldefekt des zu behandelnden Patienten ein Knorpelersatzgewebe Cartilage tissue (chondrocytes of sufficient quality (identity in the monolayer culture and / or in the spheroid culture, sufficient purity and / or acceptable level of cellular impurities and sufficient cartilaginous potential extracellular matrix) and cartilaginous extracellular matrix) is suitable for introduction into the cartilage defect of the patient to be treated of a cartilage replacement tissue
aufzubauen, welches den Defekt füllt und die Funktion des natürlichen Knorpelgewebes übernimmt. Knorpelgewebe which fills the defect and takes over the function of the natural cartilage tissue. cartilage
unzureichender Qualität (Identität in der Monolayerkultur und/oder in der Sphäroidkultur nicht gegeben, unzureichende Reinheit und/oder unzureichender Grad an zellulären insufficient quality (identity in the Monolayerkultur and / or in the spheroid culture not given, insufficient purity and / or insufficient degree of cellular
Verunreinigungen sowie unzureichendes Potential knorpelige extrazelluläre Matrix zu bilden) ist nicht zum Aufbau von Knorpelersatzgewebe geeignet und wird verworfen. Impurities and insufficient potential to form cartilaginous extracellular matrix) is not suitable for building up cartilage replacement tissue and is discarded.
Beispiel 9: Example 9:
Retrospektiv wurde das hier in Beispiel 8 beschriebene Retrospectively, this was described in Example 8
Vorgehen auf zu transplantierende Knorpelgewebe von 20 Procedure for cartilage tissue to be transplanted from 20
Patienten angewendet, bei denen Knorpelgewebe zur Regeneration von Kniegelenkknorpelschäden verwendet wurde. Die Fähigkeit des transplantierten Knorpelgewebes Knorpelersatzgewebe aufzubauen, wurde klinisch anhand eines etablierten Patients on whom cartilage was used to regenerate knee cartilage damage. The ability of the transplanted cartilage tissue to build up cartilage replacement tissue was clinically established
Knorpelreparaturscores (KOOS - Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score: Roos EM & Lohmander LS, Health and Quality of Life Outcomes 2003, 1:64), sprich dem klinischen Erfolg der Behandlung beurteilt. Hierzu wurde mittels Patientenbefragung der KOOS des jeweiligen Patienten vor der Behandlung mit dem zu transplantierendem Knorpelgewebe bestimmt (Basiswert) . Ein Jahr nach der Behandlung mit dem zu transplantierendem Cartilage Repair Scores (KOOS - Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score: Roos EM & Lohmander LS, Health and Quality of Life Outcomes 2003, 1:64), ie assessed the clinical success of the treatment. For this purpose, the patient's KOOS was determined by patient survey before treatment with the cartilage tissue to be transplanted (baseline value). One year after treatment with the transplant
Knorpelgewebe wurde erneut mittels Patientenbefragung der KOOS des jeweiligen Patienten bestimmt (1 Jahr  Cartilage tissue was again determined by patient survey of the KOOS of the respective patient (1 year
Nachbeobachtungswert) . Der klinische oder therapeutische  Follow-up value). The clinical or therapeutic
Erfolg der Behandlung ist gegeben, wenn die Differenz (KOOS delta) zwischen 1 Jahr Nachbeobachtungswert und Basiswert wenigstens 8 Punkte beträgt (Roos EM & Lohmander LS, Health and Quality of Life Outcomes 2003, 1:64) . Ist die Differenz (KOOS delta) zwischen 1 Jahr Nachbeobachtungswert und Success of the treatment is given if the difference (KOOS delta) between 1 year follow-up value and base value is at least 8 points (Roos EM & Lohmander LS, Health and Quality of Life Outcomes 2003, 1:64). Is the difference (KOOS delta) between 1 year follow-up value and
Basiswert geringer als 8 Punkte liegt keine klinische Underlying less than 8 points is not clinical
Verbesserung durch die Behandlung vor, d.h. die Therapie ist nicht erfolgreich gewesen. Improvement by the treatment before, i. the therapy has not been successful.
Es zeigt sich, dass beim transplantierbaren Knorpelgewebe von 4 der 20 Patienten (5697 - 1607, 5862 - 1311, 6070 - 2413, 6988 - 2423) der Potentialmarker „Aggrecan" unterhalb des festgelegten Grenzwertes liegt, während die Identität derIn 4 of the 20 transplantable cartilage tissues (5697 - 1607, 5862 - 1311, 6070 - 2413, 6988 - 2423), the potential marker "aggrecan" was found to be below the specified limit, while the identity of the
Knorpelzellen anhand der Identitätsmarker „KALI" bzw. „CRTAC1" festgestellt werden konnte. Die Expressionswerte liegen oberhalb der festgelegten Grenzwerte. Auch die Reinheit der zu transplantierenden Knorpelgewebe kann anhand des Cartilage cells using the identity marker "KALI" or "CRTAC1" could be detected. The expression values are above the defined limits. The purity of the cartilage tissue to be transplanted can also be determined by means of the
Verunreinigungsmarkers „EBF3" bestimmt werden und ist gegeben; hier liegen Expressionswerte unterhalb der festgelegten Pollution marker "EBF3" can be determined and is given, here are expression levels below the specified
Grenzwerte. Diese 4 zu transplantierbaren Knorpelgewebe zeigen demnach eine unzureichende Qualität zum Aufbau von Limits. These 4 to transplantable cartilage tissue therefore show insufficient quality to build up
Knorpelerstazgewebe und wären zu verwerfen. Dieses entspricht einer Ausfallrate von 20% (4 von 20 zur transplantierbaren Knropelgewebe) . Cartilage tissue and should be discarded. This corresponds to a failure rate of 20% (4 out of 20 to graftable tissue).
Beim transplantierbaren Knorpelgewebe von 16 der 20 Patienten (6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 - 2263, 9110 - 2294, 6094 - 1312, 6340 - 2277, 6611 - 2418, 8315 - 2434, 8916 - 2440, 8931 - 1126, 8948 - 2706, 8966 - 2441) liegt der Potentialmarker „Aggrecan" oberhalb des festgelegten Grenzwertes, und die Identität der Knorpelzellen kann anhand der Identitätsmarker „KALI" bzw. „CRTAC1" festgestellt werden. Die Expressionswerte liegen ebenfalls oberhalb der festgelegten Schwellenwerte. Auch die Reinheit der zu transplantierenden Knorpelgewebe konnte anhand des Verunreinigungsmarkers „EBF3" bestimmt werden und ist gegeben; hier liegen die Expressionswerte unterhalb der festgelegten Schwellenwerte. Diese 16 zu transplantierbaren Knorpelgewebe zeigen demnach eine ausreichende Qualität zum Aufbau von Knorpelerstazgewebe und wären zur Transplantation zu verwenden. Dieses entspricht einer Erfolgsrate von 80% (16 von 20 zu transplantierbaren Knorpelgewebe) . In the transplantable cartilage tissue of 16 of the 20 patients (6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 - 2263, 9110 - 2294, 6094 - 1312, 6340 - 2277, 6611 - 2418, 8315 - 2434, 8916 - 2440, 8931 - 1126, 8948 - 2706, 8966 - 2441), the potential marker "aggrecan" is above the defined limit value, and the identity of the cartilage cells can be determined using the identity markers "KALI" and "CRTAC1 The expression values are also above the defined threshold values and the purity of the cartilage tissue to be transplanted could also be determined of the contaminant marker "EBF3" and is given, where the expression levels are below the established thresholds, indicating that these 16 graftable cartilage tissues are of sufficient quality to construct cartilaginous tissue and to be used for transplantation, corresponding to a success rate of 80% (16 from 20 to transplantable cartilage tissue).
Demnach zeigen die transplantierbaren Knorpelgewebe von 4 der 20 Patienten (5697 - 1607, 5862 - 1311, 6070 - 2413, 6988 -Thus, the transplantable cartilage tissues of 4 of the 20 patients (5697-1607, 5862-1311, 6070-2413, 6988-
2423) ein Knorpelgewebe unzureichender Qualität (Identität in der Monolayerkultur und/oder in der Sphäroidkultur nicht gegeben, unzureichende Reinheit und/oder unzureichender Grad an zellulären Verunreinigungen sowie unzureichendes Potential knorpelige extrazelluläre Matrix zu bilden) , während die transplantierbaren Knorpelgewebe von 16 der 20 Patienten (6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 - 2263, 9110 - 2294, 6094 - 1312, 6340 - 2277, 6611 - 2418, 8315 - 2434, 8916 - 2440, 8931 - 1126, 8948 - 2706, 8966 - 2441) ein Knorpelgewebe ausreichender Qualität aufweisen (Identität in der Monolayerkultur und/oder in der Sphäroidkultur gegeben, ausreichende Reinheit und/oder 2423) a cartilage tissue of insufficient quality (identity in the monolayer culture and / or in the spheroid culture not given, insufficient purity and / or insufficient degree of cellular impurities and insufficient potential to form cartilaginous extracellular matrix), while the transplantable cartilage tissue of 16 of the 20 patients ( 6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 - 2263, 9110 - 2294, 6094 - 1312, 6340 - 2277, 6611 - 2418, 8315 - 2434, 8916 - 2440, 8931 - 1126, 8948 - 2706, 8966 - 2441) have a cartilage tissue of sufficient quality (given identity in the monolayer culture and / or in the spheroid culture, sufficient purity and / or
ausreichender Grad an zellulären Verunreinigungen sowie ausreichendes Potential knorpelige extrazelluläre Matrix zu bilden) . sufficient level of cellular contaminants and sufficient potential to form cartilaginous extracellular matrix).
Bezüglich des klinischen oder therapeutischen Erfolges der Behandlung zeigt sich (siehe Tabelle 4), dass bei denjenigen 4 der 20 Patienten (5697 - 1607, 5862 - 1311, 6070 - 2413, 6988 - 2423) , bei denen retrospektiv ein transplantierbares With regard to the clinical or therapeutic success of the treatment (see Table 4) it can be seen that in those 4 of the 20 patients (5697 - 1607, 5862 - 1311, 6070 - 2413, 6988 - 2423) in whom a retrospectively transplantable
Knorpelgewebe unzureichender Qualität festgestellt wurde, keine klinische Verbesserung durch die Behandlung vorliegt. Die Differenz zwischen dem KOOS 1 Jahr Nachbeobachtungswert und dem KOOS Basiswert war geringer als 8 Punkte, die Therapie war folglich nicht erfolgreich. Demgegenüber zeigt sich, dass bei denjenigen 16 der 20 Patienten (6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 -Cartilage tissue of insufficient quality was found to be no clinical improvement due to the treatment. The difference between the KOOS 1 year follow-up value and the KOOS base value was less than 8 points, the therapy was therefore unsuccessful. In contrast, 16 of the 20 patients (6266 - 2601, 6658 - 2420, 7494 - 2284, 8528 - 2286, 9070 - 2709, 9110 - 2294, 5669 -
2263, 9110 - 2294, 6094 - 1312, 6340 - 2277, 6611 - 2418, 8315 - 2434, 8916 - 2440, 8931 - 1126, 8948 - 2706, 8966 - 2441), bei denen retrospektiv ein transplantierbares Knorpelgewebe ausreichender Qualität festgestellt wurde, eine klinische Verbesserung durch die Behandlung vorliegt. Die Differenz zwischen dem KOOS 1 Jahr Nachbeobachtungswert und dem KOOS Basiswert beträgt wenigstens 8 Punkte, die Therapie ist erfolgreich gewesen. Tabelle 4: Qualitätsmarker zur Identität, 2263, 9110-2294, 6094-1312, 6340-2277, 6611-2418, 8315-2434, 8916-2440, 8931-1126, 8948-2706, 8966-2441) in which a transplantable cartilage tissue of sufficient quality has been found retrospectively. there is a clinical improvement from the treatment. The difference between the KOOS 1 year follow-up value and the KOOS base value is at least 8 points, the therapy has been successful. Table 4: quality markers for identity,
Reinheit /Verunreinung und Potential von 20 Patienten mit bekanntem klinischen Therapieergebnis (KOOS delta)  Purity / Impurity and Potential of 20 Patients with Known Clinical Outcome (KOOS delta)
9110 - 2294 19.17 152.6 0.501 0.0706 2.221 Yes 9110 - 2294 19.17 152.6 0.501 0.0706 2.221 Yes
5669 - 2263 20.51 12.05 2.576 0.0669 1.12 Yes5669 - 2263 20.51 12.05 2.576 0.0669 1.12 Yes
9110 - 2294 19.17 152.6 0.501 0.0706 2.221 Yes9110 - 2294 19.17 152.6 0.501 0.0706 2.221 Yes
6094 - 1312 14.00 25.97 2.537 0.0761 0.439 Yes6094 - 1312 14.00 25.97 2.537 0.0761 0.439 Yes
6340 - 2277 15.11 16.17 0.439 0.0459 0.2942 Yes6340 - 2277 15.11 16.17 0.439 0.0459 0.2942 Yes
6611 - 2418 17.96 40.96 0.541 0.1905 0.9808 Yes6611 - 2418 17.96 40.96 0.541 0.1905 0.9808 Yes
8315 - 2434 41.83 30.29 0.174 0.2405 2.628 Yes8315 - 2434 41.83 30.29 0.174 0.2405 2.628 Yes
8916 - 2440 25.47 19.51 1.513 0.1495 1.613 Yes8916 - 2440 25.47 19.51 1.513 0.1495 1.613 Yes
8931 - 1126 42.23 2.02 1.637 0.123 0.4226 Yes8931 - 1126 42.23 2.02 1.637 0.123 0.4226 Yes
8948 - 2706 42.15 39.52 3.028 0.1408 0.9095 Yes8948 - 2706 42.15 39.52 3.028 0.1408 0.9095 Yes
8966 - 2441 9.48 30.05 0.2841 0.0482 0.5464 Yes 8966 - 2441 9.48 30.05 0.2841 0.0482 0.5464 Yes
KOOS: Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score. n.d.= not determined . KOOS: Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score. n.d. = not determined.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Identitätsmarker oder Reinheitsmarker, ausgewählt aus der Gruppe KALI, CRTAC1, NRN1 oder EBF3, in vitro bestimmt wird. Method for the selection of chondrocytes for the production of transplantable cartilage tissue, characterized in that at least one identity marker or purity marker, selected from the group KALI, CRTAC1, NRN1 or EBF3, is determined in vitro.
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von transplantierbarem Knorpelgewebe die Chondrozyten in einem ersten Schritt in einer Monolayerkultur vermehrt werden, und in einem zweiten Schritt zu Sphäroiden aggregieren. Method for the selection of chondrocytes according to claim 1, characterized in that, for the production of transplantable cartilage tissue, the chondrocytes are multiplied in a monolayer culture in a first step, and in a second step aggregate into spheroids.
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach einem der vorstehenden Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Chondrozyten zu Sphäroiden aggregiert sind, und Sphäroide ausgewählt werden. Method for the selection of chondrocytes according to one of the preceding claims 1 or 2, characterized in that the chondrocytes are aggregated into spheroids, and spheroids are selected.
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Identitätsmarker ausgewählt sind aus der Gruppe KALI, CRTAC1 und/oder, dass die Reinheitsmarker ausgewählt sind aus der Gruppe NRN1, EBF3. Method for the selection of chondrocytes according to one of the preceding claims, characterized in that the identity markers are selected from the group KALI, CRTAC1 and / or that the purity markers are selected from the group NRN1, EBF3.
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass i.) Chondrozyten in einer Monolayerkultur mit dem Identitätsmarker KALI in vitro bestimmt wird und / oder ii.) Chondrozyten in Sphäroiden mit mindestens einem Identitätsmarker CRTAC1 in-vitro bestimmt wird. Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Proteoglykane, insbesondere Aggrecan in- vitro bestimmt werden. Method for the selection of chondrocytes according to one of the preceding claims, characterized in that i.) Chondrocytes in a monolayer culture with the identity marker KALI is determined in vitro and / or ii.) Chondrocytes in spheroids with at least one identity marker CRTAC1 is determined in vitro. Method for the selection of chondrocytes according to one of the preceding claims, characterized in that in addition proteoglycans, in particular aggrecan are determined in vitro.
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Vergleich zu einem Referenzgen die erfindungsgemäßen Marker bestimmt werden. Method for the selection of chondrocytes according to one of the preceding claims, characterized in that the markers according to the invention are determined in comparison to a reference gene.
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Method for the selection of chondrocytes according to claim 7, characterized in that at least one
Verhältnis der Genexpression ausgewählt aus der Gruppe CRTAC1 / R > 0,003 Ratio of gene expression selected from the group CRTAC1 / R> 0.003
NRN1 / R > 0 , 1  NRN1 / R> 0, 1
KALI / R > 1,0  KALI / R> 1.0
EBF3 / R < 0,4  EBF3 / R <0.4
ACAN / R > 0,29  ACAN / R> 0.29
bestimmt wird. is determined.
Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Method for the selection of chondrocytes according to claim 7, characterized in that at least one
Verhältnis der Genexpression ausgewählt aus der Gruppe CRTAC1 / R > 0,006, insbesondere > 0,009 und > 0,012Ratio of gene expression selected from the group CRTAC1 / R> 0.006, in particular> 0.009 and> 0.012
NRN1 / R > 0 , 2 , insbesondere > 0,3 und > 0,4 NRN1 / R> 0, 2, in particular> 0.3 and> 0.4
KALI / R > 2 , 0 , insbesondere > 3,0 und > 4,0  KALI / R> 2, 0, in particular> 3.0 and> 4.0
EBF3 / R ^ 0,3, insbesondere < 0,2 und < 0,1  EBF3 / R ^ 0.3, in particular <0.2 and <0.1
ACAN / R > 0,39, insbesondere > 0,49 und > 0,59 bestimmt wird. Verfahren zur Selektion von Chondrozyten nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Synoviozyten in den isolierten Chondrozyten nach Vermehrung oder den erhaltenen Spharoiden im Verhältnis zur Gesamt zellzahl weniger oder gleich 9 %, insbesondere weniger oder gleich 5 % beträgt. ACAN / R> 0.39, in particular> 0.49 and> 0.59 is determined. Method for the selection of chondrocytes according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of synoviocytes in the isolated chondrocytes after multiplication or the obtained spheroids in proportion to the total cell number is less than or equal to 9%, in particular less than or equal to 5%.
Isolierte Chondrozyten erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10. Isolated chondrocytes obtainable by a method according to one of claims 1 to 10.
Isolierte Sphäroiden erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10. Isolated spheroids obtainable by a process according to one of claims 1 to 10.
Isolierte Sphäroiden erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Synoviozyten in den Sphäroiden im Verhältnis zur Gesamt zellzahl weniger oder gleich 9 % beträgt. Isolated spheroids obtainable by a process according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the proportion of synoviocytes in the spheroids in relation to the total cell number is less than or equal to 9%.
Transplantierbares Knorpelgewebe enthaltend Chondrozyten und / oder Sphäroiden nach einem der Ansprüche 10 bis 13 oder erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9. Transplantable cartilage tissue containing chondrocytes and / or spheroids according to any one of claims 10 to 13 or obtainable by a method according to any one of claims 1 to 9.
Transplantierbares Knorpelgewebe nach Anspruch 14 zur Verwendung in der Behandlung von Gelenkknorpeldefekten, autologen Chondrozytentransplantation . Transplantable cartilage tissue according to claim 14 for use in the treatment of articular cartilage defects, autologous chondrocyte transplantation.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3744831A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-02 co.don AG Method for cultivation of cartilage and spheroids thereof

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020072089A1 (en) * 1999-11-23 2002-06-13 Holtzman Douglas A. Novel ITALY, Lor-2, STRIFE, TRASH, BDSF, LRSG, and STMST protein and nucleic acid molecules and uses therefor
US6528052B1 (en) * 2000-09-29 2003-03-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for in vivo ex vivo and in vitro repair and regeneration of cartilage and collagen and bone remodeling
DE10013223C2 (en) 2000-03-13 2002-07-18 Co Don Ag Process for the in vitro production of three-dimensional, vital cartilage or bone tissue and its use as a transplant material
AU2003275029A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-19 Brigham And Women's Hospital, Inc. Treatment of patients with multiple sclerosis based on gene expression changes in central nervous system tissues
CN100482784C (en) * 2004-02-25 2009-04-29 上海组织工程研究与开发中心 Method for inducing fibroblast to form cartilage cells
ES2313805B1 (en) * 2004-10-04 2009-12-23 Cellerix, S.L. IDENTIFICATION AND ISOLATION OF MULTIPOTENT CELLS OF NON-OSTEOCONDRAL MESENQUIMAL FABRIC.
GB0521392D0 (en) * 2005-10-20 2005-11-30 Nordic Bioscience As Detection or quantification of aggrecan and its fragments
US20140178994A1 (en) * 2006-11-21 2014-06-26 Biotime, Inc. Methods and Compositions for In Vitro and In Vivo Chondrogenesis
EP2094310B1 (en) * 2006-11-24 2013-12-25 Tigenix N.V. Marker genes for use in the identification of chondrocyte phenotypic stability and in the screening of factors influencing cartilage production
EP2119767B1 (en) * 2007-01-23 2016-01-20 Yokohama City University Method for preparation of cartilage cell
AU2008237332A1 (en) * 2007-04-06 2008-10-16 Genzyme Corporation Methods of evaluating cells and cell cultures
DE102009025347A1 (en) 2009-06-18 2010-12-23 Somatex Medical Technologies Gmbh Applicator has object lumen which is filled from distal with objects by fluid and filter prevents between object lumen and proximal end
WO2011025367A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Erasmus University Medical Center Rotterdam Method for culturing chondrocytes and uses for treatment of arthritis and chondral lesions
DK2345450T3 (en) 2010-01-15 2016-12-19 Co Don Ag Application set, comprising an applicator and a hose-sheathing to the applicator, and implantationsinstrumenter
EP2390346A1 (en) * 2010-05-28 2011-11-30 Universiteit Twente Osteoarthrosis markers
WO2013010045A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Biotime Inc. Novel methods and formulations for orthopedic cell therapy
SG11201401956XA (en) * 2011-11-01 2014-10-30 Nat Inst Of Advanced Ind Scien Undifferentiated cell detection method and complex carbohydrate detection method
CN103223194A (en) * 2013-01-15 2013-07-31 广州莱德尔生物科技有限公司 Cartilage graft for cartilage injury repair and preparation method thereof
CA2908369C (en) * 2013-04-05 2023-02-28 University Health Network Methods and compositions for generating chondrocyte lineage cells and/or cartilage like tissue
WO2019002547A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Xintela Ab Quality assurance of chondrocytes

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