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Beeinflussung der Partikel-induzierten Osteolyse durch Fetuin-A im murinen Calvaria-Modell
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Autoren
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Christina Polan
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uniklinikum Essen, Essen, Germany
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Heidrun Jablonski
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uniklinikum Essen, Essen, Germany
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Rüdiger Schlepper
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uniklinikum Essen, Essen, Germany
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Gero Hilken
- Zentrales Tierlaboratorium, Uniklinikum Essen, Essen, Germany
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Christian Wedemeyer
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, St. Barbara-Hosp., Gladbeck, Germany
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Marcus Jäger
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uniklinikum Essen, Essen, Germany
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Max Daniel Kauther
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uniklinikum Essen, Essen, Germany
| Veröffentlicht: | 10. Oktober 2016 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Fetuin-A, ein etwa 60kDa großes Protein der Cystatin-Superfamilie (Gejyo et al. 1981), reichert sich unter anderem in Knochengewebe an (Triffitt et al. 1976, Seto et al. 2012) verhindert die ektope Verkalkung in unterschiedlichen Organsystemen (Schäfer et al. 2003, Jahnen-Dechent et al. 2011) und beeinflusst die Produktion proinflammatorischer Entzündungsmediatoren (Wang et al. 2012).
Die Partikel-induzierte Osteolyse, eine chronische inflammatorische Reaktion (Atkins et al. 2011), stellt die Hauptursache für das Langzeitversagen von Endoprothesen dar (Sundfeldt et al. 2006).
In dieser tierexperimentellen Studie wurde untersucht, ob Fetuin-A die Partikel-induzierte Inflammation und Knochenresorption reduziert.
Methodik: 28 männliche C57BL/6 Mäuse wurden in 4 Gruppen eingeteilt.
Den Gruppen 2 und 4 wurden im Bereich der Schädelkalotte 30µl kommerziell erhältlicher ultrahochmolekularer Polyethylen (UHMWPE)-Partikel implantiert, während die Gruppen 1 und 3 eine Scheinoperation erhielten.
Bei den Gruppen 3 und 4 wurden einmalig 20mg bovinen Fetuins appliziert, während die Gruppen 1 und 2 physiologische Kochsalzlösung (NaCl) erhielten.
Es erfolgte eine laborchemische Analyse der Knochenstoffwechselparameter, die Bestimmung der Knochenvolumina mittels Mikro-CT (µCT), sowie eine qualitative und quantitative histopathologische Analyse der Osteolyseregion.
Die Ergebnisse wurden mit Hilfe einer einfaktoriellen ANOVA und des t-Testes für unabhängige Stichproben analysiert.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bei Fetuinapplikation zeigten Partikel-behandelte Tiere im Zentrum der Sagittalsutur ein signifikant höheres Knochenvolumen als die Kochsalz-behandelte Kontrollgruppe (0,54mm³ ± 0,01mm³ vs. 0,51mm³ ± 0,04mm³; p<0,05). Die Partikel-behandelten Gruppen (0,54mm³ ± 0,01mm³ (Fetuin) und 0,51mm³ ± 0,04mm³ (NaCl)) zeigten im Vergleich zu scheinoperierten Kontrolltieren (0,59mm³ ± 0,03mm³ (Fetuin) und 0,57mm³ ± 0,03mm³ (NaCl)) im µCT sowohl im Zentrum, als auch im gesamten Untersuchungsbereich ein geringeres Knochenvolumen (p<0,01).
Die histomorphometrischen Analysen ergaben bei Fetuin-substituierten Tieren im Vergleich zu den Kontrollen auch eine geringere Osteolysenfläche (p<0,05).
In der histo-pathologischen Analyse zeigten Partikel-behandelte Tiere Osteolysen im Bereich der Sagittalsutur und ein durch Makrophagen und Polyethylenpartikel dominiertes Granulationsgewebe. Kontrolltiere hingegen wiesen kaum Osteolysen auf.
Die Bedeutung des Fetuin-A in Bezug auf die aseptische Osteolyse ist bisher noch weitgehend unerforscht. In dieser Studie führte die Applikation von Fetuin-A unter osteolytischen Bedingungen im Zentrum der behandelten Region zu einem geringeren Knochensubstanzverlust. Somit könnte Fetuin-A potentiell osteoprotektiv bei der Partikel-induzierten Osteolyse eingesetzt werden. Hierbei wäre neben der untersuchten antiinflammatorisch-osteoprotektiven Wirkung der bekannte Einfluss auf die ektope Verkalkung zu untersuchen, um gegebenenfalls auch periartikuläre Ossifikationen zu behandeln.
