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German Congress of Orthopedic and Trauma Surgery (DKOU 2018)

23.10. - 26.10.2018, Berlin

Programmierter Zelltod und Toll-like Rezeptor Aktivierung im Hyalinen Knorpel

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Josef Stolberg-Stolberg - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
  • Annika Böttcher - Klinik für Allgemeine Orthopädie und Tumororthopädie, Universitätsklinikum Münster, Münster, Germany
  • Joanna Sherwood - Institut für Muskuloskelettale Medizin, Universitätsklinikum Münster, Münster, Germany
  • Meike Sambale - Institut für Muskuloskelettale Medizin, Universitätsklinikum Münster, Münster, Germany
  • Michael Raschke - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
  • Thomas Pap - Institut für Muskuloskelettale Medizin, Universitätsklinikum Münster, Münster, Germany
  • Jessica Bertrand - Orthopädischen Universitätsklinik, Universitätsklinikum Magdeburg , Magdeburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2018). Berlin, 23.-26.10.2018. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2018. DocGF22-913

doi: 10.3205/18dkou532, urn:nbn:de:0183-18dkou5327

Published: November 6, 2018

© 2018 Stolberg-Stolberg et al.
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Fragestellung: Die Rolle des programmierten Zelltods in der Pathogenese der Osteoarthrose ist unklar. Im Gegensatz zur Apoptose ist die Nekroptose mit dem Freiwerden von damage associated molecular patterns (DAMPs), insbesondere von Nukleinsäuren assoziiert. Wir beschäftigen uns mit der Fragestellung, ob die während des programmierten Chondrozytentods freiwerdenden DAMPs über Toll-like Rezeptor-3 und -9 (TLR-3 und -9) Aktivierung entzündlicher Veränderung im hyalinen Knorpel hervorrufen können.

Methodik: dsDNS Freisetzung von frakturierten murinen Hüftköpfen und durch Staurosporin behandelten apoptotischen C28/I2 Chondrozyten wurde mittels Pico green Assay untersucht. FITC gelabelte CpG ssDNS und Rhodamin markierte Poly-IC dsRNS wurde zur Kontrolle für die Internalisierung in primären murinen Chondrozyten und Knorpel verwendet. Des Weiteren wurde laser scanning microscopy (LSM) zum Nachweis der zytoplasmatischen Lokalisation von TLR-3 und -9 genutzt. Humane und murine Traumaknorpelproben wurden mittels quantitativer RT-PCR und IHC-P auf TLR-3 und -9 untersucht und Apoptose in den gleichen Präparaten mittels TUNEL Färbung quantifiziert. TLR-3, -9 und MMP3 Expression von dsDNS stimulierten C28/I2 Chondrozyten wurde mittels qPCR, Western Blot und ELISA bestimmt. Ein NFkB-Reporter-Luciferase Assay wurde nach Stimulation von C28 mit dsDNA durchgeführt. Die Reinheit der verwendeten dsDNS wurde mittels Agarosegel und BCA Assay überprüft.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Knorpeltrauma und Staurosporin Stimulation von Chondrozyten induzierten einen Anstieg an freier dsDNS. Die intrazelluläre Lokalisation der TLR3- und -9 sowie die Aufnahme von CpG ssDNS und Poly-IC konnten am LSM dargestellt werden. Semiquantitative RT-PCR und die IHC-P zeigten TLR-3 und -9 Expression im Knorpelgewebe mit einem signifikanten Anstieg nach Knorpeltrauma, korrelierend mit der Anzahl an TUNEL positive Zellen. dsDNS Stimulation führte zu einer dosisabhängigen Hochregulierung von TLR-3 und -9 auf mRNS und für TLR-3 auf Protein Level. Des Weiteren konnte ein Anstieg an NFkB Aktivität, ERK Phosphorylierung und MMP3 Expression gezeigt werden. Zusammenfassend konnten wir zeigen, dass Knorpeltrauma zur Freisetzung von DAMPs führt, welche über die Aktivierung von TLR-3 und -9 möglicherweise zur Pathogenese der posttraumatischen Arthrose beitragen.