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Fragestellung: Mehrfachverletzte Patienten haben ein höheres Risiko für verzögerte Frakturheilung und Pseudarthrosen (Bhandari et al., 2003). Verantwortlich dafür ist die durch das Trauma bedingte, akute Inflammationsantwort (Recknagel et al., 2010). Interleukin-6 (IL-6) wird als ein Schlüssel-Zytokin nach Trauma betrachtet. Die IL-6-Konzentrationen im Blut korrelieren mit der Verletzungsschwere (Frink et al., 2009). Zudem steigen sie im frühen Frakturkallus deutlich an. IL-6 könnte also in der durch Trauma beeinträchtigten Frakturheilung bedeutend sein (Recknagel et al., 2011). IL-6 agiert über zwei Signalwege. Das klassische Signalling wirkt über den membrangebundenen Rezeptor (IL-6R), während das Trans-Signalling über dessen lösliche Variante (sIL-6R) vermittelt wird. In beiden Signalwegen assoziieren die Rezeptoren nach IL-6-Bindung mit zwei membrangebundenen gp130- Proteinen, was zur intrazellulären Signalübertragung führt. Die Rolle beider Signalwege in der posttraumatischen Inflammation und Frakturheilung ist noch weitestgehend unerforscht und soll in dieser Studie näher beleuchtet werden.

Methodik: Männliche C57BL/6J-Mäuse erhielten eine Osteotomie des Femurs, stabilisiert mit einem Fixateur externe. Zusätzlich wurde eine systemische Inflammation durch ein Thoraxtrauma (TxT) ausgelöst. Die Tiere wurden 30min und 48h nach Osteotomie entweder mit einem IL-6-Antikörper (IL-6-AK) oder dem selektiven Trans-Signalling-Inhibitor sgp130Fc behandelt. Die Kontrollgruppe erhielt PBS. Nach 21 Tagen wurde die Frakturheilung mit biomechanischer Testung, µCT und Histomorphometrie untersucht (n= 6-9; p =0,05; ANOVA/Fisher LSD post hoc).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Das zusätzliche TxT führte zu einer signifikanten Verschlechterung der Frakturheilung [Biegesteifigkeit (BS) -57%, p <0,00)]. Die Behandlung mit sgp130Fc hatte eine deutlich verbesserte Frakturheilung zur Folge, was durch eine signifikant erhöhte BS (+110%, p <0,00) und eine tendenziell verbesserte biomechanische Kallusqualität (apparentes E-Modul +69%, p =0,13) im Vergleich zur TxT-Kontrolle gezeigt wurde. Die histomorphometrische Untersuchung zeigte einen signifikant reduzierten Knorpelanteil im Kallus nach Injektion von sgp130Fc (-76%, p =0,01). Hingegen konnte die Behandlung mit IL-6-AK die Frakturheilung nicht verbessern.

Die verbesserte Frakturheilung nach Behandlung mit sgp130Fc weist darauf hin, dass dieser Signalweg mit der exzessiven Immunantwort nach der Verletzung assoziiert ist und so die Frakturheilung beeinträchtigt. Die Inhibierung beider Signalwege mit IL-6-AK dagegen hatte keinen Einfluss. Dies legt nahe, dass der klassische IL-6 Signalweg eher anti-inflammatorische Effekte vermittelt, was durch Daten aus der Literatur gestützt wird (Barkhausen et al., 2011). Wie die verabreichten Inhibitoren die frühe inflammatorische Phase nach Trauma beeinflussen, ist Gegenstand laufender Untersuchungen.