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Fragestellung: Bei microRNAs handelt es sich um regulatorische Sequenzen der posttranskriptionalen Synthese, welche die Expression von etwa 70% der kodierenden Gene beeinflussen. MicroRNA-146a (miR-146a) zeigte bisher vor allem eine Assoziation mit inflammatorischen und autoimmunologischen Prozessen. Zudem wurde in-vitro eine Beeinflussung des Knochenmetabolismus durch Regulation der Differenzierung mesenchymaler Stammzellen festgestellt. In der vorliegenden Studie wurde mittels µCT die Knochenstruktur der miR-146a defizienten (miR-146a-/-) Maus untersucht, sowie in biomechanischen Testverfahren die Knochenstabilität analysiert.

Methodik: Es wurden jeweils Männchen und Weibchen von Wildtyp (WT) und miR-146a-/- Maus in den Altersstufen 2-3 und 5-7 Monate analysiert. Dabei wurden Femur, Tibia und LWK4 verwendet. Die strukturellen Analysen erfolgten mittels µCT in definierten Bereichen, wobei in Bezug auf den trabekulären Knochen der knöcherne Anteil am Gesamtgewebsvolumen (BV/TV), Trabekeldicke, -anzahl und -abstand bestimmt wurden. Außerdem wurde die Kortikalisdicke vermessen. Die Stabilität der Röhrenknochen wurde in einem Torsionstest unter zunehmender Belastung bis zum Versagen des Präparates bestimmt, für LWK4 wurde ein axialer Kompressionstest angewendet. Die statistische Auswertung erfolgte mittels Mann-Whitney-Test, das Signifikanzniveau wurde auf p<0,05 festgelegt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In der Gruppe der älteren miR-146a-/- Weibchen konnte im Vergleich zur gleichaltrigen WT-Gruppe in den Röhrenknochen eine signifikante Zunahme der trabekulären Knochenmasse festgestellt werden. In der Femurdiaphyse war das BV/TV der miR-146a-/- Tiere unter Zunahme von Trabekeldicke und -anzahl mit 21,43%±17,7 gegenüber der WT-Gruppe mit 9,04%±1,6 erhöht (p<0,01). Ebenso ergab sich für die Tibia ein signifikantes (p<0,01) Ergebnis. Des Weiteren wurde in allen Knochen eine signifikant dünnere Kortikalis der Knockout-Tiere gemessen. Die miR-146a-/- Tiere erwiesen sich in den biomechanischen Versuchen als weniger stabil. Im Femurtorsionsversuch erreichte die WT-Gruppe ein Drehmoment von 33,65Nmm±5,99, die miR-146a-/- Tiere dagegen nur 19,76Nmm±5,77. Die maximale erreichbare Kraft im LWK4-Kompressionstest war mit 39,81N±8,28 ebenfalls bei den WT signifikant gegenüber der Knockout-Gruppe erhöht (22,06N±5,40; p<0,01). Die Analysen der Männchen sowie der jüngeren Weibchen ergaben dagegen für beide Genotypen jeweils ähnliche Ergebnisse.

Das Fehlen der miR-146a führt zu einer Erhöhung der Knochendichte bei verminderter Knochenstabilität insbesondere bei weiblichen Tieren im Alter von 5-7 Monaten, also nach Geschlechtsreife. In vorhergehenden Studien bezüglich anderer microRNAs und Erkrankungen konnten Östrogenrezeptor vermittelte Wirkmechanismen nachgewiesen werden. Unsere Ergebnisse zur geschlechtsspezifischen Wirkung deuten auf einen ähnlichen Wirkmechanismus hin, der zusammen mit einer möglichen regulatorischen Funktion auf Stammzellebene Gegenstand weiterer Forschung sein sollte.