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In vitro und in vivo Studien zur Expression and Regulation antibakterieller Proteine im Knochen
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Autoren
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D. Varoga
- Klinik für Unfallchirurgie, Institut für Anatomie, UKSH, Campus Kiel, Kiel, Germany
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S. Grohmann
- Institut für Anatomie, Universität Kiel, Kiel, Germany
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L. Sebastian
- AO Foundation, AO Research Institute, Davos, Switzerland
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R. Schütz
- Klinik für Unfallchirurgie, ZKH Bremerhaven Reinkenheide, Bremerhaven, Germany
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C. Jürgens
- Klinik für Unfallchirurgie, BG Unfallkrankenhaus Hamburg, Hamburg, Germany
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P. Thomas
- Institut für Anatomie, Universität Kiel, Kiel, Germany
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Einleitung: Infektionen von Knochen oder Gelenken gehen mit schweren morphologischen und funktionellen Veränderungen einher und bedeuten für den betroffenen Patienten einen langen Leidensweg. Unsere Arbeitsgruppe konnte kürzlich die Existenz von antimikrobiellen Peptiden (AP) in humanem Gelenkknorpel und Membrana synovialis aufzeigen. Die isolierten und neuerdings auch rekombinant herstellbaren antimikrobiellen Peptide repräsentieren eine vollkommen neue Antibiotikaklasse, die durch Porenbildung auch multiresistente Bakterien abtöten können. Ziel unserer Untersuchungen war es, mit molekularbiologischen und immunchemischen Methoden antimikrobielle Substanzen im Knochengewebe nachzuweisen.
Methodik: Gesunder und osteomyelitischer Knochen wurden durch RT-PCR, Immunhistochemie und ELISA auf eine AP-Expression untersucht. Kultivierte humane Osteoblasten (HOB) wurden für in vitro Stimulationsexperimente verwendet. Nach Co-Kultivierung mit proinflammatorischen Zytokinen (IL-1, IL-6, TNF-a) oder Bakterien wurde die Expression und Regulation von HBD-2 und -3 (humane beta-Defensine-2, -3) durch Real-Time RT-PCR und ELISA ermittelt. In einem Maus-Osteitismodell wurde die in vivo Expression induzierbarer AP´s mittels Facs-Analyse und Immunhistochemie untersucht.
Ergebnisse: Im Rahmen der Osteomyelitis kommt es zu einer Induktion der antibakteriellen Peptide HBD-2 und HBD-3 im Knochen. Die in vitro Studien bestätigen die ossäre Heraufregulierung von APs nach Stimulation mit Bakterien oder proinflammatorischen Zytokinen. Nach iatrogener Knocheninfektion im Mausmodell konnte eine Induktion der murinen antibakteriellen Peptide MBD-3 und -14 (analog zu HBD-2 und-3) beobachtet werden.
Schlussfolgerung: Humaner und muriner Knochen besitzt die Fähigkeit im Rahmen von Infektionen körpereigene antibakterielle Peptide zu produzieren. Der Stellenwert induzierbarer APs im Knochen und deren mögliche therapeutische Relevanz bei Infektionen wird in aktuellen Studien überprüft.
