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Fragestellung: Während die inflammatorischen Reaktionen auf Abriebpartikel und die daraus resultierenden Osteolysen im Rahmen der aseptischen Endoprothesenlockerung zunehmend erforscht sind, wurde die vorzeitige Zellalterung, auch Seneszenz genannt, bisher nicht untersucht. Darunter versteht man, dass nach Ablauf einer definierten Zellteilungskapazität weitere Zellteilungen verhindert werden. Seneszenz kann aber auch vorzeitig durch DNA-Schäden ausgelöst werden. Durch Abriebpartikel induzierte DNA-Schäden wurden bereits häufiger beschrieben. In einer vorangegangenen Arbeit konnten wir nachweisen, dass eine verminderte Kapazität zur DNA-Reparatur durch ERCC-1 zu einer vorzeitigen Lockerung von Endoprothesen führt. Ziel der vorliegenden Arbeit war der Nachweis von Seneszenz im Rahmen der aseptischen Endoprothesenlockerung.

Methodik: Zum Nachweis von Seneszenz diente der etablierte Marker SA-β-Galaktosidase. An Gelenkkapseln und Interfacemembranen von 30 Patienten mit einer aseptischen Endoprothesenlockerung wurden immunhistochemisch Färbungen zum Nachweis von SA-β-Galaktosidase durchgeführt (Gruppe 1). Die Endoprothesen waren jeweils aufgrund einer primären Coxarthrose in regelrechter Weise implantiert worden. Als Kontrollgewebe dienten Gelenkkapseln von Patienten mit und ohne Coxarthrose (Gruppe 2 und 3). Die Auswertung erfolgte auf einer semiquantitativen Skala (0-5) nach Stärke der Färbung und Anzahl der gefärbten Zellen. Des Weiteren wurde die Menge der mikroskopisch sichtbaren Abriebpartikel erfasst. Der Mann-Whitney-U-Test wurde zum statistischen Vergleich der Gruppen herangezogen. Eine Korrelation nach Spearman wurde mit der abhängigen Variable „SA-β-Galaktosidase-Färbung“ und den unabhängigen Variablen „Metall- und Polyethylenpartikelabrieb“ durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Bei der Betrachtung der Gewebsproben von Patienten mit einer aseptischen Endoprothesenlockerung zeigten diese sehr starke Reaktionen in den Makrophagen und Riesenzellen, insbesondere in direkter Nähe zu den Abriebpartikeln. Die Reaktionen um die Polyethylenpartikel waren dabei noch mal deutlich stärker als um die Metallpartikel. Es zeigte sich eine signifikante Korrelation von Seneszenz in den Makrophagen (p=0,050) und Riesenzellen (p=0,002) mit dem Polyethylenabrieb. In den Gewebsproben der Kontrollgruppen zeigten sich nur vereinzelte Reaktionen. Aus den Ergebnissen schließen wir, dass die Abriebpartikel, insbesondere die Polyethylenpartikel eine beschleunigte Zellalterung induzieren. Wir vermuten, dass Seneszenz durch die zuvor erwähnten, partikelinduzierten DNA-Schäden verursacht wird und es sich somit um stressinduzierte Seneszenz handelt. Es ist bekannt, dass es bei von Seneszenz betroffenen Zellen zu einer vermehrten Ausschüttung von Matrixmetalloproteinasen und inflammatorischen Zytokinen kommt. Diese wiederum werden für die Induktion von Osteolysen verantwortlich gemacht. Eine weitere Untersuchung dieser Vorgänge im Rahmen der aseptischen Endoprothesenlockerung ist Gegenstand unserer derzeitigen Forschung.