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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

Aufhebung der Dexamethason-vermittelten antiproliferativen Effekte durch das PGI2-Analogon Iloprost an humanen Knochenmarkzellen

Meeting Abstract

  • P. Severin - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • O. Kemper - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • M. Herten - Orthopädische Klinik, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
  • C. Zilkens - 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. 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. DocPO16-1012

DOI: 10.3205/11dkou629, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou6295

Veröffentlicht: 18. Oktober 2011

© 2011 Severin et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Glukokortikoide werden sowohl zur Behandlung chronisch-entzündlicher, immunologischer sowie onkologischer Erkankungen regelmäßig eingesetzt. Eine Nebenwirkung ist die Osteopenie/Osteoporose mit Inhibition der osteoblastären Proliferation. Das Prostacyclin-(PGI2)-Analogon Iloprost (ILO) wird klinisch bei Durchblutungsstörungen (pAVK, Throbangitis obliterans) als auch bei pulmonaler Hypertonie eingesetzt. Darüber hinaus belegen einige Daten eine osteoblasten-fördernde sowie den Kollagen-Stoffwechsel beeinflussende Wirkung. Daher wird Iloprost ebenso zur Behandlung der Sklerodermie und bei Osteonekrosen verwendet. In dem folgenden in-vitro-Modell wird die Wirkung von Dexamethason (Dex) auf die Osteoblastenproliferation und -Differenzierung unter Iloprost-Exposition untersucht.

Methodik: Aus Knochenmarkzellen dreier gesunder Spender erfolgte die Isolation und Expansion mesenchymaler Progenitoren (MSCs). Der Stammzellcharakter wurde u. a. durchflusszytometrisch kontrolliert (CD34/CD45/CD44/CD73/CD90/CD105). Die MSCs wurden über 28 d ohne Dex sowie mit Dex verschiedener Konzentrationen (10-8/10-7/10-6 M) jeweils mit bzw. ohne Zusatz von 10-7M ILO kultiviert. Nach 10 sowie nach 28 d wurden die Zellproliferation (CytoTox®96), die Proteinkonzentration und die Aktivität der alkalischen Phosphatase (ALP) gemessen. Die osteoblastäre Differenzierung wurde sowohl molekularbiologisch als auch immuncytochemisch auf die Marker Runx, Collagen I, Osteocalcin, ALP sowie den osteoblasteninhibitorischen Transkriptionsfaktor Twist1/2 untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Steigende Dex-Konzentrationen supprimieren die Zellzahl. So war an d 10 bei hohen Konzentrationen (10-6M) die Zellzahl um 33% und an d 28 um 28% im Vergleich zur jeweiligen Kontrolle reduziert. ILO hebt diesen Effekt auf. So wurde bei der höchsten Dex-Konzentration durch den Zusatz von ILO eine hochsignifikante Zellzahlsteigerung an d 10 von 84% und an d 28 um 70% erreicht (p<0,001). Diese Effekte waren auch bei niedrigeren Dex-Konzentrationen, jedoch in geringerem Ausmaß nachweisbar. Dexamethason führte zu einer Förderung der osteoblastären Differenzierung. ILO steigerte diesen Effekte zusätzlich: So konnte bei einer Dex-Konzentration von 10-6M an d 10 die ALP-Aktivität von 28 durch den Zusatz von ILO auf durchschnittlich 78 µUnits/µg Protein pro Stunde gesteigert werden (+178%). An d 28 war dieser Effekt weiterhin hochsignifikant (p<0,001) mit einem Anstieg um 43% (von 99 auf 142 µUnits/µg Protein pro Stunde). Die vorliegenden Daten sprechen für eine dosisabhängige Inhibition der Zellproliferation durch Dexamethason (10-8 bis 10-6M) bei jedoch gleichzeitig gesteigerter osteoblastäre Differenzierung. ILO steigert die genannte Zelldifferenzierung additiv und antagonisiert den Dex-vermittelten supprimierenden Effekt auf die Proliferation von MSCs. Weitere Untersuchungen müssen klären, ob die Gruppe der PGI2-Analoga oder verwandte Substanzen ebenso ein klinisches Potential zur Vermeidung der Dex-induzierten Osteopenie besitzen.