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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Indomethazin und Prostazyklin: Antagonisten bei der osteoblastären Differenzierung?

Meeting Abstract

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  • M. Herten - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • O. Kemper - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • R. Krauspe - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • M. Jäger - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocPO17-888

DOI: 10.3205/09dkou684, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou6844

Veröffentlicht: 15. Oktober 2009

© 2009 Herten et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Heterotope Ossifikationen (HO) unterscheiden sich histologisch nicht von orthotopem Knochen und treten insbesondere nach hüftgelenknahen Osteotomien, Frakturen sowie nach Schädel- und Wirbelsäulenverletzungen auf. Die zugrundliegenden Pathomechanismen sind noch nicht im Detail bekannt, wobei die Hochregulation der Cyclooxygenase (COX)2 mit vermehrter Prostaglandinsynthese zusammen mit weiteren Hormonen, Zytokinen und Wachstumsfaktoren eine wichtige Rolle spielt. In verschiedenen klinischen Studien wurde eine signifikante Reduktion von HO nach Hüftendoprothesenimplantation durch die prophylaktische perioperative Gabe von COX2-Inhibitoren (u. a. Meloxicam, Parecoxib sowie Indomethazin) nachgewiesen. Demgegenüber mehren sich die Hinweise, dass das Prostazyklin-Analogon Iloprost ein regenerativ-kuratives Potential bei avaskulären Osteonekrosen in Frühstadien besitzt. In dem folgenden in-vitro-Modell wird die Wirkung des COX2-Inhibitors Indomethazin auf die Osteoblasten-Differenzierung und die potentielle Beeinflussung durch Iloprost untersucht.

Methodik: Nach Vakuum-Aspiration und Dichtegradientenzentrifugation werden mononukleäre Zellen dreier Knochenmarkspender in vitro kultiviert und expandiert. Die Zellen werden vor dem Versuchsansatz durch eine FACS-Analyse auf die mesenchymalen Progenitorzell-Antigene CD44+, CD73+, CD90+ und CD105+ sowie CD14-, CD34- und CD45- überprüft. 5000 Zellen/cm2 der 1. und 2. Passage werden mit Indomethacin (Indo) 10-4 M, 10-5 M, 10-6 M mit oder ohne Zusatz von 10-7 M Iloprost bzw. ohne beide Substanzen (Kontrollgruppe) kultiviert. Neben einer lichtmikroskopisch-morphologischen Analyse der Zellkulturen wurden die folgenden Differenzierungsparameter nach jeweils 10 und 28 Tagen Kulturdauer immunzytochemisch untersucht: Collagen I, Runx2, ALP, Osteocalcin (OC), Neurokinin-Rezeptoren (NK-R) CD105, CD34, CD45 sowie der osteoinhibitorische Marker Twist (basic helix-loop-helix factor [bHLH]).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Mit zunehmender Kulturdauer kam es zu einer zunehmenden Expression der osteoblastären Marker Runx2 sowie ALP. Demgegenüber nahm die Twist-Expression kontinuierlich ab. Beide hämatopoetische Marker (CD34, CD45) waren immunzytochemisch nicht nachweisbar. Obwohl Kollagen I als typisches Produkt der ossären extrazelluären Matrix nur schwach exprimiert wurde, konnte Osteocalcin zytoplasmatisch nachgewiesen werden. Die vorliegenden in vitro-Daten sprechen für eine dosisabhängige Reduzierung der Zellproliferation und eine Inhibition der osteoblastären Differenzierung (Runx 2, ALP, Osteocalcin) mononukleärer Knochenmarkzellen durch Indomethazin. Demgegenüber wird die Zellproliferation durch den Zusatz durch Iloprost nicht signifikant beeinflusst. Des Weiteren werden die Expression von Runx2, ALP und Osteocalcin durch Iloprost nicht gefördert.

Nach den vorliegenden in vitro-Daten kann Iloprost die Indomethazin-vermittelten Effekte der osteoblastären Differenzierung humaner KM-Zellen nicht antagonisieren.