gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2017)

24.10. - 27.10.2017, Berlin

Knochenheilung im Alter – das Zusammenspiel von Knochen und Immunzellen wandelt sich mit zunehmendem Alter

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Christian H. Bucher - Julius Wolff Institut, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Claudia Schlundt - Julius Wolff Institut, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Dag Wulsten - Julius Wolff Institut, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • Hans-Dieter Volk - Berlin-Brandenburg Center for Regenerative Therapies, Institut für Medizinische Immunologie, Berlin, Germany
  • Georg N. Duda - Charité - Universitätsmedizin, Berlin-Brandenburg Centrum für Regenerative Therapien, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • Katharina Schmidt-Bleek - Julius Wolff Institut, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2017). Berlin, 24.-27.10.2017. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2017. DocGR17-784

doi: 10.3205/17dkou527, urn:nbn:de:0183-17dkou5277

Veröffentlicht: 23. Oktober 2017

© 2017 Bucher et al.
Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). Lizenz-Angaben siehe http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.


Gliederung

Text

Fragestellung: Alterung erfolgt auf vielfältige Weise und umfasst unter anderem Veränderungen der Struktur und Form der Knochen, und durch eine Abnahme der Stabilität der Homöostase verringern sich Fähigkeiten der Adaptation und Regeneration. Das Immunsystem im Gegenzug gewinnt im Alter an Gedächtnis- und Effektor-Funktionen durch repetitive Antigen- und Pathogen-Sichtung. Durch die jeweilige Veränderung der Systeme verschiebt sich die Interaktion der beiden Komponenten und neue Prozesse finden bei Adaptation und Regeneration wie bspw. in der Frakturheilung statt. Ziel dieser Studie war es die altersspezifischen Veränderung bei Mäusen aufzuzeigen und deren Auswirkungen auf die osteogene Regenerationsfähigkeit zu untersuchen.

Methodik: Der Immunstatus von 3, 12 und 24 Monate alten C57BL/6 Mäusen wurde mittels Durchflusszytometrie (FACS) bestimmt. Milz und Knochenmark wurden entnommen, gefärbt und an einem LSRFortessa mit 12-Farben Panels analysiert. Die Knochenstruktur der Mäuse wurde mittels Röntgen-Mikrocomputertomografie an einem SkyScan 1172 high resolution desktop micro-CT und biomechanischer Belastungsmessung mit Torsionstestung analysiert. Um die Interaktion der beiden Systeme auf regenerative Prozesse zu untersuchen wurden in vitro Studien durchgeführt mit konditioniertem Medium von Immunzellen auf Mesenchymalen Stroma/Stamm Zellen (MSC) unter osteogener Differenzierung.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Knochen von gealterten Mäusen weisen erhebliche Defizite auf bei starker Krafteinwirkung die Belastungen auszugleichen. Die Femura von 24 Monate alten Mäusen sind steifer und brechen unter einem kleineren Winkel, die Mikroarchitektur zeichnet sich durch Demineralisierung und schwindender Trabekeldichte aus. Das Immunsystem im Gegenzug verstärkt die Wirkfunktion in Richtung hochaktiven Effektorzellen des adaptiven Immunsystems. Die osteogene Differenzierung von MSC ist unter einem Zytokin Milieu von Effektorimmunzellen stark beeinträchtigt. Diese Resultate zeigen auf, dass im Alter ein pro-inflammatorisches Milieu im Knochen vorhanden ist, welches die regenerative Fähigkeit mindert. Eine Kombination aus geschwächter Knochenstruktur und verstärkter Entzündungsreaktivität erfordern besondere Massnahmen in der Frakturversorgung. Die unbalancierte Interaktion von Immun- und Skelettsystem birgt Risiken bei der Behandlung von geriatrischen Patienten, da mit zunehmendem Alter die interindividuelle Variabilität zunimmt und diese eine personalisierte Therapieabwägung erfordert.