Untersuchungen zur Osteoklastogenese und Knochenresorption im Kalvarienmodell

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Destruktion der Gehörknöchelchen und benachbarter Mittelohrstrukturen ist die klinisch bedeutendste Eigenschaft des Cholesteatoms. Um den Pathomechanismus der Osteoklastogenese und der osteoklastären Knochenresorption näher zu untersuchen, wurde in einem neu entwickelten Tiermodell eine lokalisierte inflammatorische Knochenresorption induziert.

Methode: Analog zum Cholesteatom wurde die Knochenresorption durch die Transplantation autologer Vollhaut auf Mäuse-Kalvarien erzielt. Die Expression der Schlüsselzytokine der Osteoklastenaktivierung und -differenzierung Osteoprotegerin Ligand (OPGL), Osteoprotegerin (OPG) und Macrophage-Colony Stimulating Factor (M-CSF) wurde nach 1, 3, 5, 7 und 14 Tagen untersucht. Zum Nachweis von T-Helfer-Zellen und Zellen der Granulozyten-Makrophagen-Linie wurden Antikörper gegen CD 4, CD 11a, CD 11b, CD 14, CD 51, CD 68 and TRAP verwendet.

Ergebnisse: Durch die Vollhautimplantation konnte eine Expression von M-CSF, OPG und dessen OPGL im Bindegewebe induziert werden. Es gelang ebenfalls CD 11a, CD 11b, CD 14, CD 68 sowie TRAP-positive mononukleäre Zellen der Monozyten-/Makrophagenzellinie sowie resorbierende Osteoklasten zeitabhängig nachzuweisen.

Schlussfolgerungen: Es konnte ein direkter Zusammenhang zwischen entzündungsbedingter Reaktion aufgrund der Vollhautimplantate und Aktivierung von Osteoklasten mit anschließender Knochendestruktion in Analogie zum Mittelohrcholesteatom nachgewiesen werden.

Abstract

Background: The pathology associated to cholesteatoma is predominantly a consequence of osteoclast-mediated bone resorption within the middle ear. To assess its pathogenesis a murine model for dermal-implant induced osteolysis was evaluated for the expression of osteoclast stimulating and differentiating factors.

Methods: Mouse calvaria were analysed for the expression of osteoprotegerin ligand (OPGL), osteoprotegerin (OPG) and macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) using immunohistochemistry. The detection of osteoclast cell lineage was acquired by immunohistochemistry using markers CD 4, CD 11a, CD 11b, CD 14, CD 51, CD 68 and TRAP.

Results: An increased expression of the investigated cytokines M-CSF, OPG and OPGL was demonstrated by immunohistochemistry. The presence of osteoclast precursor cells and mature resorbing osteoclasts was confirmed in time-dependent manner triggered by dermal implantation.

Conclusions: This study reveals the basic events in osteoclast biology in localized inflammatory bone resorption and provides new insights into the comprehension of cholesteatoma-induced bone resorption.

Cholesteatom - Knochenresorption - Osteoklast - Tiermodell

Cholesteatoma - osteoclastogenensis - osteoprotegerin-ligand - bone resorption

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