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Fragestellung: Entzündungsassoziierte Prozesse spielen eine wichtige Rolle in der Biologie und Pathologie des Knochengewebes. Während zum Einfluss verschiedener pro-inflammatorischer Zytokine, des RANKL/Osteoprotegerin-Systems oder der Toll-Like-Rezeptoren bereits vieles bekannt ist, ist die Bedeutung des Komplementsystems im Knochengewebe noch weitgehend unklar. Wir haben deshalb untersucht, ob in Zellen der osteogenen Reihe der Rezeptor für C5a exprimiert ist und untersucht, ob über diesen Rezeptor – vergleichbar den Entzündungszellen – migratorische Aktivität vermittelt wird.

Methodik: Primäre humane Osteoblasten (OB) und multipotente mesenchymale Stromazellen (MSC) des Knochenmarks wurden aus Operationsmaterial nach etablierten Methoden angelegt und über Differenzierungsstatus/-potential bzw. Oberflächenmarker charakterisiert. Die Expression des C5a-Rezeptors wurde mittels real-time PCR und Immunzytologie untersucht. Die Migrationsanalyse erfolgte mit rhC5a (10–1000 ng/ml) in einem modifizierten Boyden-Chamber-Assay. Zur Unterscheidung zwischen gerichteter (Chemotaxis) und ungerichteter Wanderung (Chemokinesis) wurde eine Checkerboard-Analyse durchgeführt. Die Relevanz des C5a-Rezeptors für die Signalvermittlung wurde über Vorinkubation mit einem C5a-Rezeptor-Antagonisten (bereitgestellt von Prof. Lambris, University of Philadelphia, USA) getestet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Der C5a-Rezeptor war in humanen MSC und OB exprimiert. Das Expressionsniveau stieg mit fortschreitender osteogener Differenzierung an. C5a stimulierte die Migration humaner OB dosisabhängig ab einer Konzentration von 10 ng/ml, während sich bei humanen MSC lediglich in der höchsten Konzentration eine Steigerung gegenüber dem Basalwert ergab. Der chemotaktische Index (CI) mit 10/100/1000 ng/ml C5a betrug bei MSC 1,0±0,1 / 1,2±0,1 / 3,2±1,6 und bei OB 1,9±0,1 / 3,8±0,5 / 9,0±1,6. Die Checkerboard-Analyse zeigte, dass bei Aufhebung des Konzentrationsgradienten die Zahl gewanderter Zellen auf den Basalwert abfiel, so dass eine Stimulation gerichteter Wanderung vorliegt. Die Inhibition des C5a-Rezeptors führte zur kompletten Blockierung der Migrations-Stimulation.

Unsere Untersuchungen belegen, dass der C5a-Rezeptor von humanen MSC und Osteoblasten exprimiert wird. Seine Funktionalität konnte über die chemoattraktive Wirkung von C5a nachgewiesen werden. Hierbei zeigte sich in Übereinstimmung mit den Daten zur Rezeptorexpression eine stärkere Wirkung auf osteogen differenzierte Zellen. Diese Ergebnisse weisen auf eine – noch näher zu charakterisierende – Rolle des Komplementsystems im Rahmen osteoimmunologischer Prozesse hin.