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Fragestellung: Obwohl der genaue Wirkmechanismus von Metamizol aktuell noch nicht abschließend geklärt ist, findet es in der Chirurgie häufig Anwendung als Analgetikum. Nach oraler Gabe bilden sich zunächst durch saure Hydrolyse 4-Methylaminophenazon (4-MAA) und daraus nach der ersten Leberpassage 4-Aminophenazon (4-AA) als aktive Metaboliten. In dieser Studie wurde der Einfluss beider Metaboliten auf die osteogene Differenzierung der murinen Osteoprogenitor-Zelllinie MC3T3-E1 Subklon 4 (mOpM-Zellen) untersucht.

Methodik: Die mOpM-Zellen wurden an Tag 0 mit 200 Zellen/mm² auf Kollagen-beschichteten Zellkulturoberflächen ausgesät und durch Zugabe osteogener Faktoren (OF: 50 µg/ml Ascorbinsäure, 10 nM Dexamethason und 10 mM beta-Glycerophosphat) osteogen differenziert. Die Metaboliten 4-MAA und 4-AA wurden in einer Konzentration von 0 µM, 10 µM, 70 µM und 500 µM zugesetzt. Als Kontrolle dienten Proben ohne OF und solche, die zusätzlich Ethanol (c = 40 mM) als Lösemittel für die Metaboliten enthielten. Zum Nachweis der osteogenen Differenzierung wurde an Tag 21 eine qualitative Alizarin-Rot (AR)-Färbung und an Tag 28 eine qualitative Von-Kossa (VK)-Färbung durchgeführt. Die AR-Färbung wurde zudem nach Elution des Farbstoffs photometrisch quantifiziert (Wellenlänge 405 nm, n=5). Die Genexpression von SP7, RUNX2, Osteokalzin, Kollagen1, Alkalische Phosphatase und Bone Sialoprotein wurde an Tag 21 mittels qPCR analysiert (n=3).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die AR-Färbung erbrachte für beide Metaboliten vergleichbare Ergebnisse. Positiv- und Negativkontrollen waren erwartungsgemäß und es zeigte sich kein negativer Einfluss bei einer Konzentration von 10 und 70 µM. Bei 500 µM zeigte sich vor allem bei 4-MAA ein negativer Einfluss auf die Zelladhärenz. Ethanol wirkte sich tendenziell positiv auf die Zelladhärenz aus. Die Ergebnisse der quantitativen Analyse waren analog, wobei der Abfall der Absorption bei 500 µM 4-AA signifikant gegenüber allen differenzierten Proben war. Die Ergebnisse der VK-Färbung waren vergleichbar zu denen der AR-Färbung. In der Genexpressionsanalyse zeigte sich kein negativer Einfluss auf die Expression der untersuchten osteogenen Marker-Gene für beide Metaboliten in allen Konzentrationen. Das verwendete Lösemittel Ethanol führte tendenziell zu einer minimalen Hochregulierung der analysierten Gene.

Die osteogene Differenzierung von mOpM-Zellen ist mit den eingesetzten OF ab Tag 21 möglich und führte z.B. für Osteokalzin zu einer 50-fachen Hochregulation. Im zu erwartenden klinischen Konzentrationsbereich zeigten beide Metaboliten in allen Versuchen keinen negativen Einfluss. Auf Grundlage der Ergebnisse mit mOpM-Zellen ist folglich nicht von einer Beeinträchtigung der osteogenen Differenzierung durch Metamizol auszugehen. In weiterführenden Studien könnte das Studiendesign auf humane Stammzellen und Osteoblasten übertragen werden.