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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

Erstellung eines transgenen Osteoporose-Großtiermodells durch regulierte Expression des Receptor Activator of NF-КB Ligand (RANKL)

Meeting Abstract

  • W. Böcker - Chirurgische Klinik Innenstadt, Experimentelle Chirurgie and Regenerative Medizin, München, Germany
  • T. Radic - Chirurgische Klinik Innenstadt, Experimentelle Chirurgie and Regenerative Medizin, München, Germany
  • B. Kessler - Lehrstuhl für Molekulare Tierzucht und Biotechnologie, Genzentrum, München, Germany
  • W. Mutschler - Chirurgische Klinik Innenstadt, Experimentelle Chirurgie and Regenerative Medizin, München, Germany
  • E. Wolf - Lehrstuhl für Molekulare Tierzucht und Biotechnologie, Genzentrum, München, Germany
  • M. Schieker - Chirurgische Klinik Innenstadt, Experimentelle Chirurgie and Regenerative Medizin, München, 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. DocGR13-1388

DOI: 10.3205/11dkou467, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou4679

Published: October 18, 2011

© 2011 Böcker et al.
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Fragestellung: Die Osteoporose ist eine systemische Skeletterkrankung, die durch eine niedrige Knochenmasse charakterisiert ist. Ein möglicher Faktur in der Entstehung der Osteoporose ist Receptor Activator of NF-КB Ligand (RANKL). Im Mausmodell führt die Überexpression von sRANKL zu einer schweren Osteoporose. Ein inhibitorischer Antikörper gegen RANKL hat in klinischen Studien zu einer Zunahme der Knochenmasse und Reduktion der Frakturrate geführt.

Präklinische Untersuchungen zur Osteoporose wurden in der Vergangenheit häufig an Kleintiermodellen durchgeführt. Großtiermodelle sind bei bestimmten Untersuchungen zur Osteoporose wesentlich besser geeignet, doch sind sie technisch sehr aufwendig und kostenintensiv. Das Schwein wäre aufgrund der zum Menschen vergleichbaren Knochenphysiologie und -anatomie zur Untersuchung der Osteoporose sehr gut geeignet.

Ziel dieser Arbeit war es deshalb erstmals ein genetisches Großtiermodell zu erzeugen, welches steuerbar eine Osteoporose entwickelt. Hierzu sollte ein Schwein mit einer regulierten Genexpression für RANKL hergestellt werden.

Methodik: Die Klonierung des porcinen sRANKL erfolgte aus Schweine Osteoblasten durch RT-PCR. Die Funktion des sRANKL wurde im Osteoklasten-Assay untersucht. Zunächst wurde ein Tet-on-transgenes Schwein kloniert. Die resultierenden Tet-on-transgenen Ferkel wurden mittels southern blot und PCR identifiziert und die Tet-on-Expression mittels western blot und RT-PCR charakterisiert. Die Zellen des Ferkels mit der besten Tet-ON-Expression wurden für eine erneute Reklonierung verwendet. Hierzu wurden die Zellen mit einem sRANKL-Konstrukt transfiziert, welches einen Tet-on-spezifischen Promotor enthielt. Es konnte ein Tier gewonnen werden, welches auf die Induzierbarkeit von RANKL untersucht wurde. Die RANKL-Serumspiegel wurden mittels ELISA bestimmt. Der Knochenabbau durch Cathepsin K und Crosslaps ELISA quantifiziert.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: In dieser Studie wird die erstmalige Klonierung des porcinen sRANKL beschrieben. Mit Hilfe des neu klonierten sRANKL ließen sich in vitro porcine Osteoklasten generieren. Wir konnten erfolgreich ein transgenes Schwein herstellen, welches eine hohe Expression des Transkriptionsfaktors Tet-on zeigte. Mit den Zellen dieses Tieres wurde ein doppeltransgenes Schwein erzeugt. Die Gabe von Tetracyclin führte zu einer signifikanten Steigerung der sRANKL-Expression. Hierdurch konnte weltweit das erste Großtiermodell mit einer funktionierenden regulierten Genexpresion erzeugt werden. Durch die Stimulation mit Tetracyclin kam es nicht nur zu einem Anstieg des sRANKL-Serumwertes, sondern auch zu einer Erhöhung der Knochenabbaumarker. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass es erstmals gelungen ist ein genetisches Großtiermodell mit einer induzierbaren Osteoporose zu erzeugen. Durch Züchtungen wird in Zukunft ein Schweinemodell mit induzierbarer Osteoporose zur Verfügung stehen mit dem Fragen zur Therapie der Osteoporose und der daraus resultierenden Frakturen beantwortet werden können.