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Partikelinduzierte Osteolyse bei Fetuin-A Knock-out-Mäusen

Brenner, Christina

Fragestellung: Die partikelinduzierte Osteolyse ist die Hauptursache für die Lockerung von Hüft-Endoprothesen. Eine Beeinflussung durch Glykoproteine wie Fetuin-A ist bisher nicht bekannt. Ergebnisse anderer Untersuchungen lassen allerdings einen Zusammenhang vermuten. Demnach beeinflusst Fetuin-A unter anderem die Phagozytose von Fremdpartikeln, TNF-α und Adiponektin. In dieser Studie wird untersucht, ob Fetuin-A bzw. Fetuin-A Knock-out einen Einfluss auf die partikelinduzierte Osteolyse hat. Methodik: Als Grundlage diente das murine Calvaria-Osteolysemodell mit Implantation von ultrahochmolekulargewichtigen Polyethylen (UHMWPE)-Partikeln auf die Schädelkalotte. Untersucht wurden 4 Gruppen mit jeweils 5 Mäusen: Gruppe 1 (Wildtyp) und Gruppe 3 (Fetuin-A Knock-out) wurden operiert ohne anschließende Partikelimplantation. Gruppe 2 (Wildtyp) und Gruppe 4 (Fetuin-A Knock-out) wurden Partikel implantiert. Systemische Parameter des Knochenstoffwechsels wurden bestimmt. Nach 14 Tagen wurde der Versuch beendet. Die partikelinduzierte Osteolyse wurde quantitativ und qualitativ mittels Mikro-CT und 3-D Rekonstruktionen analysiert. Eine standardisierte Histomorphometrie nach Parfitt wurde durchgeführt. Ergebnisse und Schlussfolgerung: Beim Wildtyp führte die Partikelimplantation im µCT (BV/TV 6.25 ± 0.17% vs. 6.00 ± 0.09%, P≤0.05) und in der Histomorphometrie (Mittelliniensuturfläche: 0.06 ± 0.02 mm² vs. 0.14 ± 0.06 mm²; P≤0.05) zu einer signifikanten Osteolyse. Bei den Partikel behandelten Gruppen zeigten die Fetuin-A Knock-out Mäuse im Vergleich zu den Wildtypmäusen eine signifikant verstärkte Osteolyse im µ-CT (BV/TV 5,71 ± 0.09% vs. 6.00 ± 0.09%, P≤0.001) und in der Histomorphometrie (Mittelliniensuturfläche: 0.32 ± 0.14 mm² vs. 0.14 ± 0.06 mm², P≤0.0001). Ein signifikanter Unterschied der Osteoklastenzahl ließ sich bei diesen beiden Gruppen aber nicht feststellen. Anhand der Serumanalyse konnte kein Rückschluss auf das Ausmaß der Osteolyse gezogen werden. Zusammenfassend beschreibt diese Studie erstmalig eine bisher unbekannte Wirkung des Glykoproteins Fetuin-A auf den Knochenstoffwechsel. Als Ursache für die geringere Knochenprotektion des Fetuin-A Knock-outs kommt ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Einflüsse von Fetuin-A in Frage, zum Beispiel auf Entzündung, Calcifizierung, Apoptose und Knochenbildung. Sollte sich in weiteren Studien eine Protektion vor der partikelinduzierten Prothesenlockerung durch eine Substitution von Fetuin-A zeigen, könnte dieser Ansatz für eine mögliche Prothesenbeschichtung genutzt werden.

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Brenner, Christina: Partikelinduzierte Osteolyse bei Fetuin-A Knock-out-Mäusen. 2015.

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