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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2019)

22. - 25.10.2019, Berlin

Einfluss der Bestrahlung mit blauem Licht (λ=453 nm, 40 J/cm2) auf reaktive Sauerstoffspezies-modulierende Enzyme in der Pathogenese des Morbus Dupuytren

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Marie Wohltmann - Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • Simon Thelen - Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • Carina Büren - Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • Lisa Oezel - Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • Vera Grotheer - Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • Joachim Windolf - Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2019). Berlin, 22.-25.10.2019. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2019. DocAB73-904

doi: 10.3205/19dkou670, urn:nbn:de:0183-19dkou6701

Veröffentlicht: 22. Oktober 2019

© 2019 Wohltmann et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Morbus Dupuytren (MD) ist eine fibroproliferative Erkrankung der Palmaraponeurose, die durch eine multikausale Pathogenese mit hoher Rezidivrate gekennzeichnet ist. Die pathophysiologische Grundlage der Erkrankung ist eine vermehrte Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten, welche durch eine erhöhte Expression des α-Smooth Muscle Actins (α-sma) zur Verkürzung der Bindegewebsstränge der Palmaraponeurose und zur Beugekontraktur der Finger führen. Es konnte bereits gezeigt werden, dass α-sma als Surrogatparameter durch Bestrahlung mit blauem Licht (λ = 453 nm) signifikant inhibiert werden kann. Die Bestrahlung steigert den in MD-Fibroblasten bereits erhöhten Anteil an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, warum in MD-Fibroblasten mehr ROS enthalten sind, inwiefern der therapeutische Effekt des blauen Lichtes über die ROS-Generierung vermittelt wird und ob die α-SMA-Expression zudem pharmakologisch inhibiert werden kann.

Methodik: MD- und Karpaltunnelsyndrom (CTS)-Fibroblasten (Kontrollgruppe), die aus intraoperativem Gewebe gewonnen wurden, wurden 3 bzw. 5 Tage mit blauem Licht (λ = 453 nm, 40 J/cm2 und 38 mW/cm2) bestrahlt. Sowohl bei den bestrahlten als auch bei den unbestrahlten MD/CTS-Fibroblasten wurde mit Transforming Growth Factor (TGFβ) (1 ng/ml) eine Differenzierung zu Myofibroblasten induziert. Die Untersuchung erfolgte mittels durchflusszytometrischer und Western-Blot-Analyse sowie mit Hilfe eines Glutathionperoxidaseassays (n = 8). Weitere MD- und CTS-Zellen wurden 5 Tage mit TGFβ und zusätzlich einem TGFβ-Inhibitor, SB 431542 (0,5 µMol), behandelt (n = 5). Ferner wurden MD/CTS-Fibroblasten mit TGFβ und H2O2 behandelt (n = 3). Die Auswertung erfolgte über die Analyse der α-sma-Proteinexpression.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Es konnte demonstriert werden, dass die Zugabe von H2O2 die α-sma-Expression hemmt. Dies könnte den Zusammenhang zwischen ROS, Bestrahlung und α-sma-Inhibition erklären. In MD-Fibroblasten ist die Expression der Mangan-Superoxiddismutase (Mn-SOD) im Vergleich zu CTS-Fibroblasten nach Bestrahlung (+/-TGFβ) signifikant reduziert (auf bis zu 1/3). Weiterhin konnte in CTS- und signifikant in MD-Fibroblasten durch die gleichzeitige TGFβ-Behandlung und Bestrahlung die Katalase-Expression um etwa die Hälfte reduziert werden.

Außerdem konnte eine Reduktion der α-sma-Expression durch die Zugabe eines pharmakologischen TGFβ-Inhibitors festgestellt werden.

Zusammenfassend konnte demonstriert werden, dass die Mn-SOD eine Quelle für die erhöhten ROS im MD sein könnte, wobei die Bestrahlung dieses Level durch eine bestrahlungsinduzierte Inhibition der Katalase weiter erhöhen könnte. Unterstützt wird dieses Ergebnis durch die Inhibition der α-sma-Expression durch H2O2. Die Ergebnisse erlauben ein besseres Verständnis der Modulation des therapeutischen Effektes durch die Bestrahlung. Darüber hinaus können alternative Behandlungsmöglichkeiten durch die pharmakologische Inhibition der α-sma-Expression aufgezeigt werden.