Tenozyten aus Supraspinatus-Sehnen mit starker Degeneration und von Rauchern zeigen ein Ungleichgewicht in der Expression von MMPs und TIMPs – eine Pilotstudie
Klatte-Schulz F, Pauly S, Gerhardt C, Scheibel M, Wildemann B
Fragestellung: Das Heilungsergebnis nach einer Rotatorenmanschetten-Rekonstruktion wird durch die klinischen Eigenschaften eines Patienten beeinflusst. Der molekular- oder zellbiologische Hintergrund dieses Zusammenhanges ist bisher weitgehend unbekannt. Es wird vermutet, dass Matrix Metalloproteinasen (MMPs) und deren Inhibitoren, die Tissue Inhibitors of Metalloproteinases (TIMPs), eine wichtige Rolle bei der Sehnenheilung spielen, indem sie das Modeling und Remodeling steuern. Ein Ungleichgewicht zwischen MMPs und TIMPs könnte die Heilung negativ beeinflussen. Das Ziel des Projektes war es einen möglichen Zusammenhang zwischen den Charakteristika der Patienten mit der MMP- und TIMP-Expression der Tenozyten herzustellen.
Methodik: Es wurden Tenozyten aus Supraspinatussehnen Biopsien von 18 männlichen Spendern verwendet. Die Expression folgender Gene wurde mittels Real-Time PCR untersucht: MMP-1, -3, -9, -13, TIMP-1, -2, -3 und -4. Für jeden Spender wurden die Parameter Alter, Nikotin-Konsum, Kortison-Gabe und der degenerative Status der Sehne (fettige Infiltration des SSP Muskels nach Goutallier, Sehnenretraktion nach Patte, Rupturgröße nach Bateman) erhoben. Zur statistischen Analyse wurde der Mann-Whitney-U Test und die Spearman’s Rho Korrelation angewendet. Für den Mann-Whitney-U Test wurde die fettige Infiltration, Sehnenretraktion und Rupturgröße in 2 Gruppen eingeteilt. (Goutallier: 0-1,5 und 2-4, Patte: 0-1,5 und 2-3, Bateman: 1-2,5 und 3-4).
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Der Grad der fettigen Infiltration des Muskels korrelierte mit dem Alter (p=0.026) und der Sehnenretraktion (p<0.001). Die Sehnenretraktion korrelierte mit der Rupturgröße (p=0,02). Bei 78% der Spender gab es eine Überlappung zwischen dem Nikotin-Konsum und der Kortison-Gabe. Die Tenozyten exprimierten alle TIMP Isoformen sowie MMP-1 und MMP-3. Nur 9 von 18 Spendern exprimierten MMP-9 und MMP-13. Die MMP-3 Expression korrelierte positiv mit der Expression von MMP-13 (p=0.017), TIMP-2 (p=0.009) und TIMP-4 (p<0.001). Die TIMP-2 Expression korrelierte positiv mit TIMP-1 (p=0.013) und TIMP-4 (p=0.016). Der Gruppenvergleich ergab, dass die TIMP-3 Expression signifikant verringert war in Zellen von Spendern mit hoher Sehnenretraktion (p=0,043) und fettiger Infiltration (p=0,027). Zusätzlich war die Expression von TIMP-2 in Zellen von Spendern mit hoher Sehnenretraktion herunter reguliert (p=0,027). Bei Rauchern wurde eine signifikant erhöhte MMP-1 Expression beobachtet gegenüber Nichtrauchern (p=0,009).
Ein Ungleichgewicht zwischen MMPs und TIMPs in Tenozyten von Rauchern und Spendern mit stärker degenerierten Sehnen könnten in vivo zu einer erhöhten Degradation der Sehnen-Matrix führen und damit in einem schlechteren Heilungspotential bei diesen Patientengruppen resultieren. Diese Pilotstudie beschreibt die Untersuchung der MMP und TIMP Expression in Zellen einer kleinen Patienten-Kohorte. Zukünftig sind weiterführenden Untersuchungen auf RNA- und Proteinebene vorgesehen, bei der mehr Spender eingeschlossen werden sollen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR16-541
doi: 10.3205/14dkou507 , urn:nbn:de:0183-14dkou5076
Published: October 13, 2014
© 2014 Klatte-Schulz et al.
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