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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Die Inhibition des wnt-Signalwegs in osteoporotischen Krm2-transgenen Mäusen verzögert die Frakturheilung

Meeting Abstract

  • A. Ignatius - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Ulm, Germany
  • V. Röntgen - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Ulm, Germany
  • T. Schinke - Institut für Osteologie und Biomechanik, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany
  • L. Claes - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Ulm, Germany
  • M. Amling - Institut für Osteologie und Biomechanik, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocGR11-484

DOI: 10.3205/11dkou446, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou4461

Veröffentlicht: 18. Oktober 2011

© 2011 Ignatius et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Seit der Entdeckung inaktivierender und aktivierender Mutationen des LRP5-Gens bei Patienten mit erblicher Osteoporose bzw. Osteosklerose gilt die Wnt-abhängige Signaltransduktion als zentraler Mechanismus zur Regulation der Knochenbildung. Störungen können zur Entstehung von Osteoporose beitragen. Es wurde auch gezeigt, dass die Deletion des LRP5 Gens in der Maus zu einer verzögerten Frakturheilung führte. Um die Bedeutung des Wnt-Signalwegs bei der Knochenheilung weiter aufzuklären, war es unser Ziel die Knochenheilung in Mäusen zu untersuchen, bei denen eine Osteoporose durch knochenspezifische Überexpression von Krm2, einem Inhibitor der Wnt-Signaltransduktion, induziert wurde. Da der Wnt-Signalweg auch bei der Mechanotransduktion von Bedeutung ist, untersuchten wir zudem die Frakturheilung unter verschiedenen mechanischen Bedingungen (rigide vs. flexible Fixation).

Methodik: Weibliche Krm2-tg Mäuse sowie Wildtyp Mäuse (C57BL/6) wurden im Alter von 6 Monaten einer Osteotomie (Spaltbreite 0,5 mm) des rechten Femurs unterzogen. Die Fixation erfolgte durch einen rigiden (Erigide= 18,1 N/mm) oder flexiblen (Eflexibel = 0,8 N/mm) Fixateur externe (n=8). Der Heilungsverlauf wurde in vivo durch Ganganalyse und Aktivitätsmessungen beobachtet. Zur Evaluierung der Frakturheilung wurden die Tiere nach 21 Tagen getötet und die Frakturkalli sowohl biomechanisch mittels einer Drei-Punkt-Biegung als auch strukturell mittels microcomputertomographischen und histomorphometrischen Untersuchungen analysiert. Statistik: Students t-Test, Signifikanzniveau p< 0,05.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die operierte Gliedmaße wurde postoperativ mit einer Bodenreaktionskraft von etwa 80% des präoperativen Werts belastet. Die Bewegungsaktivität der Mäuse war postoperativ leicht vermindert, erreichte jedoch im Heilungsverlauf den präoperativen Wert. Es ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den rigide oder stabil fixierten Mäusen. Die Steifigkeit der intakten Femora der Krm2-tg Mäuse war aufgrund des osteoporotischen Phänotyps im Vergleich zum Wildtyp signifikant reduziert. Die Steifigkeit der Frakturkalli war bei den Krm2-tg Mäusen unter rigiden wie auch unter flexiblen Bedingungen signifikant geringer als im Wildtyp. Die Überexpression von Krm2 führt also zu einer verschlechterten Frakturheilung. Die Flexibilisierung der Frakturfixation führte zu einer verschlechterten Frakturheilung im Wildtyp (-27% Steifigkeit im Vergleich zur stabilen Fixierung) und in der Krm2-tg Maus (-52% Steifigkeit im Vergleich zur stabilen Fixierung). Beide Genotypen zeigten also unter flexibler Fixation eine Heilungsverzögerung, die jedoch bei den Krm2-tg Mäusen signifikant stärker war. Die µCT Daten wie auch die histologischen Ergebnisse bestätigten die biomechanischen Untersuchungen. Zusammenfassend belegen die Ergebnisse die Bedeutung einer intakten Wnt-Signaltransduktion für die Frakturheilung und der mechanisch stabilen Osteosynthese im osteoporotischen Knochen.