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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

Hochregulation von BMP-2 bei schmerzhafter Knieendoprothese

Meeting Abstract

  • T. Pfitzner - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • S. Geißler - Julius Wolff Institut und BCRT, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • G.N. Duda - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • C. Perka - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • G. Matziolis - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, 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. DocWI50-666

DOI: 10.3205/11dkou304, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou3045

Published: October 18, 2011

© 2011 Pfitzner et al.
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Fragestellung: Die Diagnostik und Therapie von schmerzhaften Knieendoprothesen ist aufgrund der Vielzahl der möglichen Ursachen eine Herausforderung. Bislang wurde den Veränderungen von Gelenkschleimhaut und Gelenkflüssigkeit eine geringe Bedeutung beigemessen. Hypothese dieser Studie ist, dass es bei schmerzhaften, nicht gelockerten und nicht infizierten Kniegelenken nach Endoprothese zu einer Sekretion (pro)inflammatorischer Zytokine mit folgender chronischer Inflammation kommt.

Methodik: In dieser prospektiven Untersuchung wurde die Gelenkflüssigkeit von 10 schmerzhaften Knieendoprothesen unklarer Genese mit der Gelenkflüssigkeit von 10 kniegesunden Patienten verglichen. Als weitere Kontrollgruppe wurden unbehandelte Synoviozyten untersucht. Bei allen Patienten wurde eine andere Schmerzursache im Vorfeld ausgeschlossen. Die Untersuchung erfolgte sowohl auf Proteinebene (ELISA) direkt aus der Gelenkflüssigkeit, als auch auf RNA-Ebene (Genexpression) aus Synoviozyten.

Dafür wurde eine in vitro Kultur synovialer Zellen (SW-982) charakterisiert und für 48h mit Gelenkpunktat inkubiert.

Nachfolgend führten wir eine Analyse der Genexpression der SW-982 Zellen mittels eines rtPCR-Arrays (SuperArray) für inflammatorische und autoimmunregulatorische Gene durch.

Die relative Quantifizierung der Genexpression zwischen Verum- und Kontrollgruppe erfolgte über die ΔΔ-CT Methode. Dabei wurden die Gene eingeschlossen, die mindestens eine Expressionsdifferenz um den Faktor 2 aufwiesen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: In den Gelenkschleimhautzellen konnte auf mRNA-Ebene eine signifikante Hochregulation des bone-morphogenetic-proteine-2 (BMP-2) in der Gruppe der schmerzhaften Endoprothesen nachgewiesen werden. Diese zeigten eine um das 11,5 fach (p<0,05) erhöhte Genexpression im Vergleich zur Gruppe der gesunden Kniegelenke und eine um das 8,9 fach (p<0,05) erhöhte Genexpression im Vergleich zu den nativen Synoviozyten.

Auf Proteinebene zeigt sich in der Gelenkflüssigkeit der schmerzhaften Endoprothesen ebenfalls eine signifikant höhere Konzentration von BMP-2 von 24,3±6,9 pg/ml im Vergleich zu 5,9±4,8 pg/ml in der Kontrollgruppe (p<0,001). Es konnte gezeigt werden, dass bei den untersuchten schmerzhaften Knieendoprothesen eine erhöhte Sekretion von BMP-2, als wichtiges proinflammatorisches Zytokin, in die Gelenkflüssigkeit erfolgt. Diese veränderte Gelenkflüssigkeit induziert wiederum reproduzierbare charakteristische Änderungen des Genexpressionsmusters von SW-982 Zellen mit Hochregulation von BMP-2.

BMP-2 könnte dabei eine Schlüsselrolle in der Pathogenese der unklaren schmerzhaften Knieendoprothese einnehmen, da es zum einen zusammen mit TNF-a über Regulation und Regeneration von peripheren Nerven eine zentrale Rolle in der Nozizeption spielt. Zum anderen kann BMP-2 aber auch heterotope Ossifikationen induzieren.