Gentherapie ist eine viel versprechende Technologie für die Behandlung von orthopädischen Verletzungen. Während der Einsatz von viralen Vektoren zu einer teilweise unspezifischen permanenten Integration der genetischen Information führen könnte und daher eine ernsthafte Gefahr (Tumor) für die Gesundheit des Menschen darstellt, wird in der Knochenheilung bei non-union Frakturen eine transiente Expression erwünscht. Nach der Heilung der Fraktur wird keine übermäßige Expression von Wachstumsfaktoren mehr benötigt, da es ansonsten zu einer überschießenden Knochenbildung führt. Eine transiente Transfektion der Zellen wird üblicherweise durch Plasmid Vektoren aus bakteriellem Ursprung erzielt. Da diese bakteriellen Sequenzen zu Immunreaktionen und „Silencing“ der Genexpression im Menschen führen, wurde ein BMP2-Minicircle designt. Ein Minicircle ist eine minimale Expressionskassette,welche durch eine spezifische Rekombination aus einem Parental Plasmid entsteht. Da dieses sehr klein ist und keinerlei prokaryotische DNA enthält, wird die Transfektions-Effektivität und Expressions-Dauer in-vitro verbessert..In dieser Arbeit wurde das starke osteoinduktives Potential von einem BMP2-Minicircle in vitro in Maus Myoblast Vorläuferzellen (C2C12) getestet und mittels einen enzymatischen Tests und ELISA die hervorragende Funktionalität bestätigt, Dabei konnte eine 30,9-fach erhöhte Expressionsrate von BMP2 Protein verglichen zu herkömmlichen BMP2 expremierenden Plasmiden erzielt werden.

Gene Therapy is a promising technology for curing orthopedic health problems. However, the use of viral vectors for permanent integration could cause non-specific integration and negative side effects. Transient transfection is sufficient for some health issues like bone defects and especially healing skeletal defects like non-union fractures. After curing the defect, further overexpression of transgene growth factors, is neither necessary nor desired. Transient transfection is usually achieved by transfection with plasmid vectors, harboring sequences of bacterial origin. These are necessary for the amplification process. Minicircle -, a trimmed, circular DNA, has huge advantages for gene therapy. The lack of redundant bacterial DNA like antibiotic resistance genes lowers the risk of immune response as well as improving efficiency and duration of in vitro transfection. In this study a minicircle containing an expression cassette for bone morphogenic protein 2 (BMP2), which has strong osteoinductive activity, was designed. The functionality and osteoinductivity was tested in vitro in mouse myoblast progenitor cells (C2C12). Test results confirm the functionality of the BMP2-minicircle and promise 30.9-fold increase in BMP2 expression level compared to novel BMP2 expressing plasmid.