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Einleitung: Erythropoietin (EPO) ist neben seiner hämatopoetischen Wirkung als pleiotropes Zytokin bekannt, welches anti-inflammatorische und kontraktionssteigernde Eigenschaften nach kardialer Ischämie und Reperfusion zeigt. Untersuchungen von EPO zur Regeneration der peripheren Skelettmuskulatur nach lokalem Trauma liegen bislang nicht vor, obgleich hierfür die Knochenmarkzell-mobilisierende Funktion von EPO von hoher Attraktivität sein könnte. Ziel der hier vorgestellten Studie war daher, die Regenerationskapazität von EPO in einem Modell des lokalen Muskelschadens zu evaluieren.

Material und Methoden: An insgesamt 80 männlichen Wistar Ratten (250-300g; Ketamin/Xylazin-Narkose 90/25 mg/kgKG ip) wurde über einen offenen Zugang der linken hinteren Extremität der M. soleus mit einer instrumentierten Klemme unter Protektion der neurovaskulären Strukturen standardisiert kontusioniert (8x für 10s mit 15N). Anschließend wurde einmalig entweder EPO (Reconorm^®, 5000 IE/kg KG) bzw. 0.9% NaCl als Vehikellösung (0,5µl/kg KG) intramuskulär injiziert. Zur Erfassung der funktionellen Regeneration des Muskels erfolgte die Kraftmessung des M. soleus durch Provokation von Kurzkontraktion (Stimulation: 9mA/75 Hz, 5-mal je 0,1 s in 5s-Intervallen) und Tetanie (9mA/75 Hz, 5-mal je 3s in 5s-Intervallen) sowie die in vivo Analyse der Muskelmikrozirkulation an den Tagen 1, 7, 14 und 42 nach Trauma-Induktion (n=10 Tiere pro Gruppe und Zeitpunkt). Angegeben sind Mittelwerte±SEM, t-Test, p<0,05.

Ergebnisse: Die biomechanische Kraftmessung zeigte in den EPO-behandelten Tieren einen signifikanten Unterschied in der relativen Kraft (angegeben in % zur kontralateralen, gesunden Extremität). So waren die Werte sowohl der Kurzkontraktion als auch der Tetanie nach 7, 14 und 42 Tagen jeweils signifikant (p<0.05) gegenüber der Kontrollgruppe (K) erhöht (Kurzkontraktion [%] EPO-7: 53±1; EPO-14: 75±2; EPO-42: 82±4; K-7: 44±4; K-14: 64±7; K-42: 67±3; Tetanie [%] EPO-7: 41±4; EPO-14: 48±4; EPO-42: 79±7; K-7: 30 1±4; K-14: 53±4; K-42: 56±6). Die EPO-behandelten Tiere zeigten zusätzlich eine verbesserte funktionelle kapillare Dichte (cm/cm²) mit morphologischen Zeichen der Gefäßneubildung nach 1, 7, und 14 Tagen (EPO-1:284±11; EPO-7:321±5; EPO-14:291±8; K-1:178±10; K-7:210±9; K-14:212±12). Gleichzeitig war durch EPO die Trauma-induzierte Leukozyten-Endothel-Interaktion mit konsekutiver mikrovaskulärer Leakage vermindert.

Schlussfolgerung: Eine einmalige i.m. Injektion von EPO bewirkt eine schnellere und bessere Restauration der Skelettmuskelfunktion nach schwerem Trauma und geht mit einer verbesserten Mikrozirkulation im Sinne von Anti-Inflammation und Angiogenese einher. Erste histologische und molekularbiologische Ergebnisse weisen auf eine Steigerung der lokalen Zell-Proliferation durch Satellitenzellen hin. Inwieweit auch ein Homing zirkulierender Knochenmarkzellen zur verbesserten Muskelregeneration beiträgt, wird aktuell untersucht.