Neue pharmakologische Ansätze zur Verbesserung der Muskelregeneration

Fragestellung Schwere Verletzungen von Skelettmuskulatur führen trotz hohem regenerativem Potenzial des Muskelgewebes zu unvollständiger Heilung mit Bildung von Narbengewebe, fettiger Degeneration und einem permanenten Verlust an Muskelkraft. Unabhängige Studien zur Verbesserung der Regenerationskapazität von muskuloskelettalen Geweben zeigten im Rahmen von Knochenverletzungen einen positiven Einfluss durch die lokale Gabe eines Prostazyklin-Analogons. Der Einsatz nicht-selektiver Beta-blocker mit intrinsischer sympathomimetischer Aktivität (ISA) wurde zudem bereits zur Behandlung von Kachexie und Sarkopenie in prä-klinischen Modellen erfolgreich getestet. Basierend auf diesen vielversprechenden Ergebnissen untersuchten wir in dieser Studie den Einfluss beider Substanzen auf die Regeneration schwer verletzter Skelettmuskulatur in einem klinisch relevanten Rattenmodell.

Methodik Die Untersuchung erfolgte anhand eines etablierten Rattenmodells mit unilateralem, offenem Quetschtrauma des Musculus soleus. Iloprost und nicht-selektive Beta-Blocker wurden entweder systemisch über das Trinkwasser ad libitum über die gesamte Versuchsdauer dargereicht oder lokal mittels eines Alginat-Biomaterials als Trägermedium implantiert. Als zusätzliche Kontrollgruppen dienten einfaches Trinkwasser beziehungsweise singuläres Alginat-Trägermaterial. Zur funktionellen Überprüfung der Muskelregeneration führten wir 28 Tage nach Trauma eine standardisierte, biomechanische Muskelkraftmessung der Musculi solei im direkten Seitenvergleich durch.

Ergebnisse und Schlussfolgerung Sowohl die lokale als auch die systemische Gabe von Iloprost und nicht-selektivem Beta-Blocker beeinflussen die Muskelregeneration (insbesondere während der pro-inflammatorischen Phase) postitiv. Der direkte Vergleich der Applikationswege fiel in unserem Modell zugunsten der systemischen Gabe aus. Hier zeigten sich sowohl bei systemischer Iloprost-Gabe als auch bei Gabe eines nicht-selektiven Beta-Blockers im Vergleich zur unverletzten Gegenseite eine signifikant (p < 0,05) verbesserte Regeneration der Muskelkraft bei fast twitch- und tetanic force-Kraftmessungen.

Unsere Ergebnisse zeigen daher neue Wege zu pharmakologischen Interventionen zur Verbesserung der Heilung schwerer Muskelverletzungen auf. Zusätzlich bestätigen unsere Versuche, dass die Modulation der frühen pro-inflammatorischen Phase ein sehr vielversprechender Ansatz für die Verbesserung der Heilung von muskuloskelettalen Geweben ist. Aufgrund dieser Ergebnisse sollten weitere Untersuchungen mit dem Ziel eines translationalen Ansatzes angestrebt werden.

Stichwörter Muskelregeneration, Iloprost, Beta-Blocker

Publication History

Article published online:
15 October 2020