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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Die Rolle des Komplementsystems bei der Frakturheilung: Frakturheilung in C3- und C5-defizienten Mäusen

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Christian Ehrnthaller - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Unfallchirurgie, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Ulm, Germany
  • Markus S. Huber-Lang - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Unfallchirurgie, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Ulm, Germany
  • Stefan Recknagel - Universität Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
  • Ronny Bindl - Universität Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
  • Simon Redeker - Universität Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
  • Anna Rapp - Universität Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
  • Florian Gebhard - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Unfallchirurgie, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Ulm, Germany
  • Anita Ignatius - Universität Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocGR15-1333

DOI: 10.3205/12dkou452, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou4521

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Ehrnthaller et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die Komplementkaskade ist Teil des angeborenen Immunsystems, erkennt und eliminiert Gefahrenmoleküle, Mikroorganismen, Immunkomplexe, apoptotische Zellen und Zellfragmente. Damit ist das Komplementsystem in vielfacher Weise an der posttraumatischen Entzündungsantwort beteiligt. Zuletzt erlangten zunehmend die Interaktionen des Immunsystems mit Knochenzellen im Rahmen der Osteoimmunologie Interesse. Eine lokale Komplementaktivierung scheint für eine effiziente Osteoklastendifferenzierung von Bedeutung zu sein und man vermutet eine Beteiligung des Komplementsystems bei der enchondralen Ossifikation in der Wachstumsfuge. Vor kurzem konnte die Expression des C5aR während der frühen Phase der Frakturheilung von Immunzellen und später in Zonen der enchondralen Ossifikation nachgewiesen werden. Um die Rolle des Komplementsystems bei der Frakturheilung weiter zu untersuchen wurde eine Frakturheilungsstudie an Komplement-C3- und C5-defizienten Mäusen durchgeführt.

Methodik: Ein Tierversuch mit insgesamt 128 männlichen, 10-12 Wochen alten C3- (B6;129S4-C3tm1Crr/J) und C5-defizienten (B10.D2-Hc0H2dH2-T18c/oSnJ) Mäusen und deren korrespondierenden Wildtypen (C57Bl/6J; C57Bl/10SnJ) wurde durchgeführt. Nach Osteotomie des rechten Femurs wurde ein semi-rigider Fixateur externe zur Stabilisierung angelegt. Die Auswertung der Frakturkalli erfolgte nach 1, 3, 7 und 21 Tagen mit einer 3-Punkt-Biegeprüfung, µCT und durch histologische und immunhistologische Methoden. Die statistische Auswertung erfolgte mittels T-Test, Ergebnisse mit p<0,05 wurden als signifikant gewertet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Es konnte eine verzögerte Frakturheilung bei Komplement-defizienten Mäusen nachgewiesen werden. Die C5-defizienten Tiere zeigten einen kleineren Kallus (14,5%; p=0,039) mit reduzierter Steifigkeit (39,8%; p=0,029). Das Flächenträgheitsmoment war ebenfalls signifikant vermindert (15%; p=0,042). Die radiologische Untersuchung der Kallusüberbrückung in 2 Ebenen zeigte eine verminderte Überbrückung (50%; n.s.) bei den C5-defizienten Tieren.

Die Frakturheilung war bei C3- und C5-defizienten Mäusen verzögert, was die Bedeutung des Komplementsystems für die Frakturheilung belegt. Insgesamt zeigten sich die Unterschiede bei den C5-defizienten Mäusen deutlicher ausgeprägt als bei den C3-defizienten Tieren. Der Grund hierfür könnte eine in C3-defizienten Mäusen noch mögliche Bildung von C5a mit nachfolgender Komplementaktivierung durch eine Verbindung mit der Gerinnungskaskade sein. Zum ersten Mal konnte eine wesentliche Rolle des Komplementsystems im heilenden Knochen nachgewiesen werden. Der exakte Mechanismus, der zu einer Beeinträchtigung der Frakturheilung führt soll in zukünftigen Studien weiter untersucht werden.