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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2019)

22. - 25.10.2019, Berlin

Genexpressionsanalyse des menschlichen M. vastus medialis unter blutsperren-induzierter Ischämie: Eine randomisierte klinische Studie bei der Implantation von Knie-Totalendoprothesen

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Ahmed Jawhar - Orthopädisch-Unfallchirurgisches Zentrum, Universitätsmedizin Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany
  • Desiree Brenner - Orthopädisch-Unfallchirurgisches Zentrum, Universitätsmedizin Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany
  • Carolina De La Torre - Zentrum für medizinische Forschung (ZMF), Universitätsmedizin Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany
  • Carsten Sticht - Zentrum für medizinische Forschung (ZMF), Universitätsmedizin Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany
  • Udo Obertacke - Orthopädisch-Unfallchirurgisches Zentrum, Universitätsmedizin Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany
  • Norbert Ponelies - Orthopädisch-Unfallchirurgisches Zentrum, Universitätsmedizin Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2019). Berlin, 22.-25.10.2019. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2019. DocAB73-1369

doi: 10.3205/19dkou663, urn:nbn:de:0183-19dkou6631

Veröffentlicht: 22. Oktober 2019

© 2019 Jawhar et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die Effekte der häufig angewandten intraoperativen Blutsperre auf die Genexpression der Skelettmuskulatur wurden bislang kaum untersucht. Unsere Arbeitsgruppe zeigte bereits, dass die Anwendung einer Blutsperre bei Knie-TEP zu einer signifikanten Steigerung der Proteolyseaktivität innerhalb der Zellen des M. vastus medialis führt (KSSTA 2016), ohne aber die Anzahl oder Funktion der Mitochondrien zu beeinflussen (EJOT 2016). Diese Arbeit untersucht die Genexpression der Skelettmuskulatur unter Ischämie, mit dem Ziel die differentiell exprimierten Gene (DEGs) und Stoffwechselwege zu identifizieren.

Methodik: Als Teil einer randomisierten, kontrollierten und monozentrischen Studie (Clinical-Trials.gov NCT02475603) erfolgte der Einschluss von 20 Patienten (Knie-TEP). Die Patienten wurden mit schriftlicher Einwilligung nach einem Zufallsprinzip der Gruppe A (Knie-TEP mit Blutsperre) (n=10) und der Gruppe B (Knie-TEP ohne Blutsperre) (n=10) zugeteilt. Muskelbiopsien (5x5x5 mm) wurden aus dem M. vastus medialis unmittelbar nach Anlage des chirurgischen Zugangs und nach exakt 60 Minuten gewonnen. Nach Herstellung eines Muskelhomogenats erfolgte die RNA Extraktion (RNeasy Plus Universal Mini Kit Qiagen). Die Analyse der Genexpression wurde methodisch validiert (GeneChip Human Transcriptome Array 2.0;Affymetrix) durchgeführt. Die statistische Datenauswertung beinhaltete: (I) die Anzahl der signifikanten DEGs (p< 0,05); (II) die Anzahl der DEGs mit relativen Differenzen >25 % und (III) die Anzahl der signifikant veränderten Stoffwechselwege (p<0,05). Die statische Datenauswertung erfolgte mittels SPSS 24 und SAS JMP10 Genomics 6. Die Rohdaten der Genexpression sind verfügbar im Gene Expression Omnibus (Zugang-Nr. GSE124595).

Ein positives Ethikvotum liegt vor (2012-334N-MA).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Analyse der Genexpression ergab 3555 (13,8 %) Gene, die unter Ischämie statistisch signifikant (p<0,05) unterschiedlich exprimiert wurden. Insgesamt zeigten 76 Gene eine relative Differenz der Genexpression um mehr als 25 % unter Ischämie. Davon waren 29 Gene hochreguliert und 47 Gene herunterreguliert. Statistisch signifikante Veränderungen traten in 78 (25.8 %) Stoffwechselwegen auf. Nach unseren Daten ist eine Änderung der Genexpression der Skelettmuskulatur durch blutsperren-induzierte Ischämie nachweisbar. Die identifizierten Gene und Stoffwechselwege könnten künftig auch von pharmako-therapeutischem Interesse sein, wenngleich weitere Untersuchungen notwendig sind, um die zugrundeliegenden biologischen Mechanismen genauer einzuordnen.