gms | German Medical Science

Fragestellung: Verletzungsbedingte Knorpelschäden stellen einen starken Risikofaktor für die Entwicklung einer posttraumatischen Arthrose (PTA) dar. Bisherigen Ergebnissen aus unserem humanen Gewebekulturmodell zufolge können durch das Antioxidans N-Acetylcystein (NAC) bzw. den chondroanabolen Wachstumsfaktor BMP7 signifikante zell- und chondroprotektive Effekte nach Knorpeltrauma erzielt werden. Diese Resultate sollten nun im lapinen in vivo Modell überprüft werden.

Methodik: Adulte New Zealand White Kaninchen wurden in 2 Gruppen (je n=5) unterteilt. Gruppe 1: rechts = Trauma (T)+NaCl, links = T+BMP7 (T+B); Gruppe 2: rechts = T+NAC (T+N), links = T+NAC+BMP7 (T+N+B). Für das biomechanisch definierte Trauma der Femurkondylen (medial und lateral) wurde eine speziell entwickelte Traumatisierungsapparatur verwendet. NaCl (0,9 %), NAC (5 mg) bzw. BMP7 (1 µg) wurden sowohl intra-operativ, als auch 48 h nach der OP intraartikulär injiziert (je 200 µL). Zudem wurde das NAC während der OP i.v. appliziert (100 mg/kg). Nach 12 Wochen wurden anabole (Prokollagen II C-Propeptid (CPII)) und katabole (MMP13) Marker in der Synovialflüssigkeit mittels ELISA quantifiziert. MMP13 wurde zudem durch eine immunhistologische Färbung im Knorpelgewebe nachgewiesen. Histologische Veränderungen hinsichtlich Proteoglykangehalt (PG), Oberflächenstruktur, Cluster-Bildung und Hypozellularität wurden nach einer Safranin-O Färbung anhand eines modifizierten Mankin Score von zwei unabhängigen Personen beurteilt. Die Femurkondylen nicht-operierter Kaninchen dienten als Kontrollen (K; n=5). Die statistische Auswertung erfolge mittels One-Way ANOVA. Tabelle1: M ± SD; [vs K] kkkk= p ≤ 0,0001, kkk= p ≤ 0,001, kk= p ≤ 0,01; [vs T+N]: n= p ≤ 0,05; [vs T]: tt= p ≤ 0,01

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In der Synovialflüssigkeit NAC-behandelter Kniegelenke wurde eine Erhöhung der CPII-Konzentration festgestellt ([vs T+NaCl (= 103,7 ng/mL)] T+N: 150,3 ng/mL, p= 0,09; T+N+B: 154,1 ng/mL, p= 0,07). Die MMP13-Konzentration in der Synovialflüssigkeit lag insgesamt im untersten Messbereich (8,1 ± 1,7 pg/mL) und unterschied sich nicht zwischen behandelten und unbehandelten Gelenken. Der Nachweis des MMP13 im Gewebe deutet darauf hin, dass das Protein nach Trauma, und insbesondere in den Clustern, über-exprimiert wird. Nach NAC-Behandlung wurden tendenziell weniger MMP13-positive Zellen gefunden. Nach Trauma waren alle in die histologische Beurteilung eingeschlossenen Parameter signifikant erhöht (Tabelle1 [Tab. 1]), wobei die Hypozellularität durch NAC signifikant reduziert wurde (p= 0,003). Im Gegensatz zur NAC-Behandlung wurde nach BMP7-Behandlung eine gesteigerte Cluster-Bildung festgestellt ([vs T+N] p= 0,03). Insgesamt weisen die Ergebnisse dieser in vivo Studie darauf hin, dass eine antioxidative Therapie mittels NAC positive Effekte auf das Überleben der Chondrozyten und die Kollagen Typ II-Biosynthese nach Knorpeltrauma hat. Dennoch waren diese Effekte bezogen auf den Gesamt-Score nicht signifikant.