Der Einfluss des Komplementsystems auf den Knochenphänotyp

Abstract

Einige Arbeiten in der Literatur weisen auf eine Beteiligung des Komplementsystems an der Regulation der Knochenbildung, des Knochenremodelings und der Knochenheilung hin. Zu den zugrundeliegenden Mechanismen ist allerdings erst wenig bekannt. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, die Interaktion zwischen dem Komplementsystem und dem Knochen weiter aufzuklären. Insbesondere sollte geklärt werden, ob die Abwesenheit von zentralen Komplementproteinen, C3 und C5, im Mausmodell den Knochenphänotyp beeinflusst. Um eine spezifische Aussage über die jeweiligen Wirkungen der Komplementfaktoren C3 und C5 auf den kortikalen und trabekulären Knochen von 12 Wochen alten C3-/- und C5-/- Mäusen und deren jeweiligen Wildtypen treffen zu können, wurden die Femora mittels einer biomechanischen Biegeprüfung und eines Mikro-Computertomographen (µCT), die Lendenwirbelsäulen mittels eines µCT und einer Histologie untersucht. Hierbei zeigte der kortikale Knochen der Femora eine signifikante Abnahme der Biegesteifigkeit bei den komplementdefizienten Mäusen gegenüber deren Wildtypen. Außerdem waren das Flächenträgheitsmoment und die kortikale Dicke der C5-/- Mäuse vermindert, die Knochenmineraldichte stattdessen leicht erhöht. Der trabekuläre Knochen der distalen Femurmetaphyse zeigte bei den komplementdefizienten Mäusen, im Vergleich zu deren Wildtypen, eine Zunahme des Knochenanteils am Gewebsvolumen, was offensichtlich durch eine Zunahme der Trabekelanzahl bedingt war. Schlussfolgernd kann man sagen, dass C3 und C5 den Knochen beeinflussende Faktoren darstellen und die Aussagen verschiedener Studien unterstreichen, die über Auswirkungen von Komplementfaktoren auf die Knochenbildung, das Knochenremodeling und die Knochenheilung berichten. Das Komplementsystem ist somit nicht nur eine Kaskade als kleiner Teil des Immunsystems, sondern zeigt eine physiologische Funktion bei der Knochenentstehung, der Knochenhomöostase und der Frakturheilung neben anderen regulativen Faktoren.