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Fragestellung: Proteine der TGF-beta-Superfamilie spielen eine wichtige Rolle bei knorpelregenerativen Prozessen. Ziel dieser Studie war daher die Evaluation des Proteinexpressionsmusters von BMP-2, BMP-7 sowie deren Rezeptoren BMPR-1A/B und BMPR-2 in der Synovia bei vorliegendem Gelenkempyem, welches regelhaft mit einer Knorpeldegeneration assoziiert ist.

Methodik: Im Rahmen einer prospektiven klinischen Studie wurden bei Patienten mit Gelenkempyem arthroskopisch Synoviaproben entnommen und immunhistochemisch die Proteinexpression beurteilt. Die Expression wurde mit Synoviaproben von infektfreien Patienten mit umschriebenem allschichtigen Knorpelschaden des Kniegelenks (3-4° gemäß International Cartilage Repair Society Klassifikation) verglichen. Gemäß des Scores nach Remmele und Stegner erfolgte eine semiquantitative Auswertung, wobei insgesamt 27 Patienten eingeschlossen wurden. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem U-Test (Mann-Whitney), für die statistische Korrelationsanalyse wurde der Spearmen Koeffizient berechnet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Das durchschnittliche Patientenalter im Gesamtkollektiv betrug 48,3 ± 22,9 Jahre. Die Infektgruppe war signifikant älter (p<0,05). Das Geschlechterverhältnis Mann/Frau betrug 15/12. Es unterschied sich nicht signifikant im Vergleich Infekt vs. Kontrollgruppe (p=0,94). Der durchschnittliche BMI betrug 26,3 ± 5,4 und zeigte keinen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen (p=0,57). Das ASA-Stadium betrug 2 ± 0,83, die Patienten der Kontrollgruppe waren hierbei signifikant höher klassifiziert (p< 0,05). 9/27 Patienten waren Raucher, ein signifikanter Unterschied der Infektpatienten zur Kontrollgruppe bestand nicht (p=0,52).

Innerhalb der Infektgruppe zeigten alle Proben eine starke BMP-7 (11.6 ± 1.6) und BMPR-1A Expression (12 ± 0.0). 6 Proben exprimierten BMPR-1B mäßig, 6 gering (2.8 ± 1.3). 10 von 12 Proben wiesen keine, 2 eine schwache BMP-2 Expression vor (1.6 ± 1.4). Keine Probe exprimierte BMPR-2 (0.7 ± 0.9). Dabei zeigte sich im Infekt eine statistisch signifikante Korrelation nur bei der BMP-2 und BMP-7 Expression (rho > 0.6; p < 0.05), die sich auch im Gesamtkollektiv bestätigte. Korrelationen der Proteinexpression mit den untersuchten Patientencharakteristika (Geschlecht, BMI, ASA-Klassifikation, Nikotinabusus, maximale Leukozyten- und CRP-Werte im Serum) bestanden nicht.

Bei intraartikulärer Infektkonstellation zeigte sich eine signifikant höhere synoviale BMPR-1A und -1B Expression gegenüber umschriebenen Knorpeldefekten (12 ± 0.0 vs 5.7 ± 2.4, p < 0.01; 2.8 ± 1.3 vs 0.7 ± 1.0, p < 0.01). Im Vergleich der BMP-2, -7 und BMPR-2 Expression bestand kein signifikanter Unterschied zwischen dem Empyemkollektiv und Patienten mit Knorpelschaden.

Nach unserer Kenntnis beschreibt diese Studie erstmalig das synoviale BMP- und BMPR-Expressionsmuster bei Gelenkempyemen. Die Steigerung der synovialen Expression von BMPR-1A und -1B bei einem akuten intraartikulären Infekt legt langfristige Auswirkungen auf den Knorpelmetabolismus nahe.