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Einfluss von Adiponektin auf Abriebpartikelindzierte Osteolysen und Apoptose bei der aseptischen Endoprothesenlockerung
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Veröffentlicht: | 23. Oktober 2013 |
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Fragestellung: Frühere Studien haben gezeigt, dass höhere Serumwerte von Adiponektin (APN), einem Adipokin, mit einer signifikant längeren Standzeit von Hüfttotalendoprothesen einhergehen. Zudem wurde APN neben Adiponektinrezeptor 1 (AdipoR1) und Calretikulin in Gewebeproben von Patienten mit einer aseptischen Endoprothesenlockerung nachgewiesen. Ziel der aktuellen Studie war es die Wirkung von APN auf die Entstehung von Abriebpartikel induzierten Osteolysen in einem Mäusemodell zu untersuchen. Da APN einen Einfluss auf die Apoptoserate besitzt und in Verbindung mit Calretikulin auf die Phagozytose apoptotischer Zellreste einwirkt, sollen auch diese Zusammenhänge untersucht werden.
Methodik: Polyethylenabriebpartikel wurden bei 14 Wildtypmäusen (WT) und 7 APN-Knockoutmäusen (KO) auf die Schädelkalotte mittelsuturnah implantiert. Bei 7 WT-Mäusen wurden täglich 2mg/kg KG APN intraperitoneal injiziert. Als Kontrollgruppen dienten 7 APN-KO-Mäuse und jeweils 7 WT-Mäuse mit und ohne APN-Applikation, bei denen die Operation ohne Partikelimplantation durchgeführt wurde. Nach 12 Tagen wurden die Mäuse getötet und die Mäusekalotten mittels Histomorphometrie und Micro-CT auf Osteolysen untersucht. Zudem wurden immunhistochemisch Bcl-2, BAK, FAS und Caspase-3 als Apoptosemarker und APN, Calretikulin, AdipoR1 und 2, sowie RANKL untersucht. Statistisch wurde der Student´s T-Test verwendet um signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen zu berechnen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Gegenüber den Kontrollgruppen zeigten alle Mäuse, denen Partikel implantiert wurden eine signifikant erhöhte Apoptose- und Osteolyserate sowie einen Anstieg von APN, AdipoR1 und Calretikulin. Beim Vergleich der Partikelgruppen untereinander, zeigten die mit APN behandelten Mäuse im Vergleich zu den nicht behandelten KO- und WT-Mäusen, signifikant geringere Osteolysen und niedrigere RANKL-Werte. Zudem zeigten sie einen signifikant erhöhten Nachweis von APN, AdipoR1 und Calretikulin. Die Apoptosemarker FAS und Caspase-3, aber auch das antiapoptotisch wirkende Bcl-2 wurden in signifikant geringerer Ausprägung nachgewiesen. Beim Vergleich der KO- und WT-Mäuse zeigten sich, außer niedrigeren Bcl-2 Werte bei den KO-Mäusen keine signifikanten Unterschiede
Somit hat APN einen positiven Effekt auf die Abriebpartikel induzierten Folgen. Neben der Reduktion von RANKL und Osteolysen, kann dies auch aus der Hemmung des zentralen Apoptosemarkers Caspase-3 abgeleitet werden. Die Apoptose wird aber nicht zwangsläufig direkt gehemmt, da etwa die APN assoziierte Reduktion von Bcl-2 auch auf proapoptotische Effekte hinweist. Vielmehr spricht der Anstieg von Calretikulin für eine bessere Phagozytose von apoptotischen Zellresten, die ansonsten über inflammatorische Reaktionen Osteolysen auslösen. Untersuchungen im Zellkulturmodell zeigen zudem eine Hemmung Partikelinduzierter Inflammationen durch APN. Die Ergebnisse sind von Interesse, da der APN-Spiegel durch Ernährung, Gewichtsreduktion und sportliche Aktivität angehoben werden kann.