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Fragestellung: Bisher sind die Mechanismen, die den gesunden Knochen in die Lage versetzen auf mechanische Belastung mit einer angepassten Struktur zu reagieren, nicht endgültig geklärt.

Dem von den Osteozyten sekretierten Protein Sklerostin wird über eine Inhibition des Wnt-Signalweges am LRP 5/6 Rezeptor eine negativ-regulierende Wirkung im Knochenanabolismus und eine Funktion in der Signaltransduktion bei mechanischer Belastung nachgesagt.

Unsere Hypothese lautet, dass in Mäusen mit künstlicher Sklerostin-Suppression durch neutralisierende Antikörper (Scl-Ab) der additive Effekt von mechanischer Belastung in vivo und Sklerostin-Suppression von ausbleibt. Dies wäre hinweisend für eine regulatorische Funktion dieses Proteins im mechanisch induzierten Knochenanabolismus in vivo.

Methodik: Zu diesem Zweck führten wir zyklisch-kompressive Belastungen der linken Tibia von 78 Wochen alten, weiblichen C57Bl/6 Mäusen durch, die rechte Tibia diente als unbelastete, interne Kontrolle. Die Mäuse wurden entweder zweimal pro Woche mit 25mg/kg Sklerostin-neutralisierendem Antikörpern oder Vehikel behandelt (n=10 / Gruppe). Die Maximallast betrug 9N und wurde bei einer Frequenz von 4Hz an 216 Zyklen/ Tag für 2 Wochen appliziert. Diese Belastung entsprach einer maximalen Dehnungsbelastung von 1200 µe am Mittelschaft der Tibia, was durch Kraft-Dehnungs-Experimente mit Dehnungsmessstreifen ermittelt wurde. Longitudinale microCT-Scans bei 10,5 µm Auflösung wurden an Tag 0, 5, 10, 15 durchgeführt. Dabei wurden die cancellous bone volume fraction(BV/TV), tissue mineral densit(TMD, mg HA/cm3),trabecular thickness(TbTh, µm) und -separation(TbSp, µm) an der proximalen Metaphyse der Tibia und Principal moments of inertiaIMAX, IMIN), cortical bone area(CtAr), total cross-sectional area(TtAr), cortical area fraction(CtAr/TtAr), cortical thickness(CtTh) und cortical volumetric tissue mineral density(CtvTMD) am Mittelschaft der Tibia untersucht. Anschließend wurde mittels einer ANOVA der absoluten Werte und der Differenzen beider Seiten zwischen Belastungs- und Behandlungseffekten und deren Interaktionen unterschieden.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: An Tag 15 waren BV/TV (+50%) und TbTh (+21%) in den belasteten linken gegenüber den unbelasteten rechten Tibiae der Kontrollen signifikant erhöht, während keine signifikanten Unterschiede zwischen den belasteten und den unbelasteten Tibiae der Sklerostin-supprimierten Mäusen zu beobachten (Tabelle 1). Unserer Vermutung entsprechend zeigten die Sklerostin-supprimierten Tiere einen signifikanten Zuwachs an Knochenmasse über den Experimentzeitraum, während die Kontrolltiere in dieser Zeit Knochenmasse verloren, die mechanische Belastung begrenzte diesen Verlust in der linken Tibia dieser Tiere jedoch.

Wir schlussfolgern, dass die adaptive Knochenantwort auf mechanische Belastung in älteren Mäusen, die mit Sklerostin-neutralisierenden Antikörpern behandelt wurden, verringert ist, was eine regulatorische Funktion des Proteins im mechanisch induzierten Knochenanabolismus in vivo nahelegt.