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Fragestellung: Zwischen dem Knochen- und dem Immunsystem besteht eine enge Verbindung. Während einer Knochenfraktur ist die Homöostase im gesamten Organismus gestört. Der Frakturheilungsprozess startet mit der Bildung eines Frakturhämatoms, das von einer inflammatorischen Reaktion begleitet wird. Innerhalb des adaptiven Immunsystems scheinen T-Zellen eine entscheidende Rolle im Knochenheilungsprozess zu spielen. In einem Maus-Osteotomie-Modell konnten wir bereits zeigen, dass eine spezifische Depletion CD8+ T-Zellen vor Setzen der Osteotomie zu einer verbesserten Heilung im Vergleich zu unbehandelten Wildtypen-Mäusen (WT) führt (höheres BV/TV). CD4+ CD25+ regulatorische T-Zellen (Tregs) stellen einen weiteren vielversprechenden Kandidaten des adapt. Immunsystems dar, der eine entscheidende Rolle in der Knochenheilung spielen könnte (Liu, 2011). Hier konnten wir bereits einen höheren Anteil an Tregs im Osteotomie-Hämatom im Vergleich zu einem Weichteil-Hämatom zeigen (Schaf-Osteotomie-Modell).

Wir postulieren, dass Tregs einen positiv modulierenden Einfluss auf den Frakturheilungsprozess und dadurch auf den Heilungserfolg haben.

Methodik: Die Untersuchung des Einflusses der Tregs auf den Knochenheilungsprozess erfolgte durch Anreicherung frisch isolierter Tregs mittels adoptiven Transfers in einem Maus-Osteotomie-Modell. Die Mäuse wurden semisteril gehalten, um ein aktiviertes Immunsystem und somit auch Gedächtnis-T-Zellen zu erhalten (Reinke, 2013). Zunächst wurde in in vitro Ko-Kulturen muriner Effektor-T-Zellen (CD4+CD25-) und muriner Tregs die suppressive Kapazität der frisch isolierten Tregs überprüft. Hierbei zeigte sich eine konzentrationsabhängige Suppression der Proliferation der Effektor-T-Zellen durch die Tregs. Für die in vivo Studie wurde nach Stabilisierung mittels Fixateurs Externe eine Osteotomie im linken Femur von WT C57BL/6-Mäusen gesetzt (n=6). Für die behandelten Mäuse erfolgte die Anreicherung der Tregs unmittelbar vor Setzen der Osteotomie (Treg+, n=8).

Der Heilungserfolg wurde in beiden Gruppen nach 21 Tagen durch µCT-Messungen ermittelt. Die Evaluierung der µCT-Daten zeigte, dass jeweils die Hälfte der Tiere ein signifikant größeres (TV: p=0,42, BV: p=0,12) bzw. teilweise signifikant kleineres (TV: p=0,76, BV: p=0,11) Kallus- und Knochenvolumen aufwies im Vergleich zu der unbehandelten WT-Gruppe.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Durch die weiterhin bestehende immun-suppressive Kapazität der Tregs nach Isolation können diese für therapeutische Anwendungen im Maus-Modell genutzt werden. Der adoptive Transfer dieser Tregs in unser Maus-Osteotomie-Modell führte zu einem kontroversen Heilungserfolg. Jeweils die Hälfte der Treg+-Mäuse zeigte einen signifikant verbesserten bzw. verschlechterten Heilungserfolg im Vergleich zu den WT-Tieren. Durch die Aktivierung des adapt. Immunsystems sind wir mit unserem Mausmodell näher am Patienten. Unser zweigeteiltes Ergebnis zeigt, wie wichtig es ist die individuelle Patientensituation zu berücksichtigen, wenn eine Immuntherapie eingesetzt wird.