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Fragestellung: Mit annähernd 400.000 Eingriffen jährlich ist die endoprothetische Versorgung von Gelenken einer der häufigsten durchgeführten Operationen in Deutschland. Sie stellt ein effektives Verfahren dar, Schmerzen zu reduzieren und die Aktivität zu erhöhen. Allerdings beeinträchtigen Implantate, die Fähigkeit des umliegenden Gewebes auf Infektionen zu reagieren. Da typische Symptome wie Rötung, Überwärmung und Fieber bei periprothetischen Infektionen mitunter fehlen, kann sich die Diagnostik als schwierig erweisen. Mit Hilfe der derzeit verfügbaren Untersuchungen ist die Abgrenzung zur aseptischen Prothesenlockerung nicht immer sicher möglich. Da die periprothetische Region eine besondere immunologische Kompetenz besitzt, ist zu erwarten, dass sich die Entzündungsreaktion bei septischen und aseptischen Prothesenversagen unterscheidet. Das Ziel dieser Studie war es, das Transkriptom von periprothetischen Membranen zu untersuchen, um potentielle Marker zu identifizieren, die bei Patienten mit septischer und aseptischer Hüftprothesenlockerung unterschiedlich transkribiert werden.

Methodik: Insgesamt wurden 24 Patienten mit einer septischen (n=12) und aseptischen Hüftprothesenlockerung (n=12) prospektiv in die Studie eingeschlossen. Die Diagnosesicherung erfolgte anhand der Kriterien der Musculoskeletal Infection Society. Periprothetische Membranen wurden im Rahmen von Revisionsoperationen gewonnen. Nach Extraktion von mRNA aus den Membranen erfolgte eine Untersuchung des Transkriptoms mit einer Microarray-Analyse, die über 50000 Marker umfasst. Für jedes untersuchte Gen wurde die area under the curve (AUC) für die Detektion eines septischen Prothesenversagens bestimmt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Mit Hilfe der Microarray-Analyse wurde ein differentielles Transkriptionsprofil zwischen septischem und aseptischem Hüftprothesenversagen ermittelt. Insgesamt konnten 39 Marker mit einer AUC über 0,9 identifiziert werden. Hiervon waren fünf Marker an immunologischen und metabolischen Prozessen beteiligt: NAD(P)H dehydrogenase; DEAD (Asp-Glu-Ala-Asp) box polypeptide 24; Ligand dependent nuclear receptor corepressor; Lymphocyte antigen 6 complex; locus G6C; T-cell receptor alpha chain C region. Sieben Marker besaßen trotz unterschiedlicher Transkription zwischen beiden Gruppen keinen Zusammenhang zu immunologischen Prozessen: Chromodomain-helicase-DNA-binding protein 2; MYST histone acetyltransferase 2; Phosphatase 2, regulatory subunit B (PR 52), gamma isoform (PPP2R2C); Histidine-rich glycoprotein; Melanoma antigen family A, 11; Rab escort protein 1; Zinc finger protein 230. Die restlichen 27 differentiell transkribierten Marker sind bislang noch unbekannt.

Die unterschiedliche Gentranskription kann neue diagnostische Angriffspunkte für die Differenzierung zwischen der septischen und aseptischen Prothesenlockerung liefern. Nachfolgende Untersuchungen von sekundären Metaboliten könnten hilfreich sein, um leicht verfügbare Biomarker für die Diagnostik von periprothetischen Infektionen zu identifizieren.