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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

Einsatz von niederenergetischem Ultraschall in der Knochen- und Wundheilung. Nachweis der Signaltransduktion anhand der Macrophagen-aktivierten Phagozytose

Meeting Abstract

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  • A. Schmelz - Zentrum für Chirurgie, Unfallchirurgie, Hand-, Plastische u Wiederherstellungschirurgie, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocE18-1792

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou070.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Schmelz.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die Macrophagen-Aktivierung spielt eine entscheidende Rolle bei der Knochen- und Wundheilung. Inhalt der vorliegenden Grundlagenuntersuchung ist, ob niederenergetisch gepulster Ultraschall die Macrophagen-Aktivität steigert und die Phagozytose von E. coli stimuliert. Das Interesse dabei liegt auf der Aktivierung der für die Wund- und Knochenheilung zielgerichteten Zellen.

Methode: Ultraschall (US, 1,5 MHz, Frequenz 1 kHz, Intensität 30 mW/cm2) wurde zur Zellstimulierung eingesetzt. Der Einfluss von US auf die Phagozytose wurde durch FITC-E. coli in gepoltem humanen Serum überprüft. Die Phosphorelierung von ERK und p38MAPK in Zelllysat wurde im Westernblot nachgewiesen. Mittels pull down assay wurde die GTPase von Rho und Cdc42 gemessen. Mittels Fluoreszenzfärbung von F-actin und Phosphortyrosin wurden Stressfasern und und fokale Adhäsionskomplexe nachgewiesen. Die Hemmung von MEK1, p38 MAPK, Src, ROCK dienten zur Verifizierung relevanter Mechanismen.

Ergebnisse: Ultraschall steigert die Phagozytose von E. coli in J774A.1-Zellen sowie humanen Macrophagen sowie Osteoblasten. Ultraschall induziert F-Actin-Polymerisierung und die Bildung von fokalen Adhäsionskomplexen. Außerdem wird nach Stimulation RhoA und Cdc42, welche für die Zytoskelettorganisation wichtig sind, aktiviert. Durch die Behandlung der Zellen mit ROCK-Inhibitor wird die ultraschallbedingte Phagozytose gehemmt. Durch die Phosphorylierung von ERK und p38 sowie die Behandlung der stimulierten Zellen mit PD98059 oder SB203580 ließ sich die ultraschallinduzierte Phagozytose in J774A-Zellen reduzieren. Im Gegensatz zu p38 MAPKinase konnte die Phosphorelierung von ERK durch Src-Inhibitor unterdrückt werden. Durch Zugabe von ROCK-Inhibitor wurde kein Einfluss auf ERK und p38 MAPKinase-Aktivierung beobachtet.

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass Ultraschall die Phagozytose von E.coli in kultivierten Human- und Maus-Macrophagen sowie Osteoblasten erhöht. Die Aktivierung von p38 MAPKinase, ERK und Src unterstützen die ultraschallstimulierte Phagozytose, wobei Src als Upstreamregulator von ERK anzusehen ist. Zusätzlich induziert Ultraschall eine schnelle Aktivierung von RhoA und Cdc42, wobei Rho essentiell für die ultraschallgestütze Phagozytose ist.