Genexpressions-Analyse neurogener heterotoper Ossifikation aus dem Hüftgelenksbereich bei Querschnittlähmung mittels Microarray-Technologie

Status:

abgeschlossen 08/2017

Zielsetzung:

Ziel dieses Projekts war der Nachweis der frühen Entwicklung einer neurogenen heterotopen Ossifikation (NHO) sowohl durch radiologische Diagnostik als auch durch histologische und transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen. Gewebeproben aus NHO-betroffenem und gesundem Gewebe von neun Querschnitt-Patienten sollten mittels Microarray-GenChip-Analyse untersucht werden, um einen maximalen Erkenntnisgewinn der molekularen Pathomechanismen zu erzielen. Ergänzend sollten die Entzündungsmediatoren IL-1ß, IL-6, IL-8, IL-10 sowie das Neuropeptid Substance P im Serum quantifiziert werden.

Aktivitäten/Methoden:

Mittels Sonographie als primäre radiologische Untersuchung wurde die frühe Etablierung einer NHO erfasst und mittels MRT oder CT verifiziert. Es wurden erstmals Biopsien der frühen Form der NHO und von gesundem Muskelgewebe als Kontrolle (gleicher Patient) von neun Querschnitt-Patienten entnommen und histologisch und rasterelektronenmikroskopisch untersucht. Zusätzlich wurden die hundert NHO-am meisten hoch- und herunterregulierten Gene mittels einer Microarray-GeneChip- Analyse als mögliche Marker für die Früherkennung einer NHO bestimmt. Die Entzündungsmediatoren IL-1ß, IL-6, IL-8, IL-10 sowie das Neuropeptid Substance P im Patienten-Serum und im gepoolten Norm-Serum (Kontrolle) wurden mittels ELISA-Technik untersucht.

Ergebnisse:

In allen sonographischen Untersuchungen konnte ein Ödem und/oder eine Kalzifikation festgestellt werden, was als Zeichen einer beginnenden NHO gewertet wurde. In allen Fällen konnte eine NHO mittels anschließender MRT- oder CT-Untersuchung bestätigt werden. Bei der histologischen und transmissionselektronenmikroskopischen Analyse konnten im NHO-betroffenen Gewebe im Vergleich zum gesunden Gewebe mehrere Entwicklungsstufen einer NHO mit einer anfänglichen, entzündlichen Reaktion, Ödem-Bildung, Einblutung und leukozytären Infiltration mit folgender Muskelhypotrophie und Nekrose sowie fortschreitender Fibrose und anschließender Knorpelbildung als Anfang der enchondralen Ossifikation und Übergang in die intermediäre Form der NHO festgestellt werden.

Die Biopsie-Untersuchung mittels Microarray-GenChip-Analyse zeigte bei vier von sieben Probanden auffällige Werte für die Phospholipase A2 Gruppe 7 (PLA2G7), das Interferon Gamma Inducible Protein 30 (IFI30) und das Trans-2,3-Enoyl-CoA Reductase Like Protein (TECRL).

Im Patientenserum konnte eine 15-fache Erhöhung der IL-6-Konzentration im Vergleich zum Poolserum detektiert werden. Die Werte für die Cytokine IL-1ß, IL-8, IL-10 und das Neuropeptid Substance P zeigten dagegen nur geringe Unterschiede im Vergleich zum Poolserum.

Stand: