Humane Osteoblasten und Bisphosphonate : eine in vitro Studie des Verhaltens von humanen Osteoblasten unter dem Einfluß von Bisphosphonaten verschiedener Generationen
Zahlreiche klinische Studien zeigen die positiven Effekte der Bisphosphonate auf metabolische und tumorassoziierte Knochenkrankheiten. Das erste Bisphosphonat, Etidronat, ist seit 30 Jahren bekannt. Seitdem wurden viele neue Bisphosphonate mit größerem Wirkungspotential entwickelt. Deren Wirkungsmechanismus auf Osteoklasten ist vielfach untersucht worden und hinreichend bekannt. Ihre Einwirkung auf Osteoblasten hingegen ist bisher größtenteils unbekannt. Ziel dieser Studie ist, den Einfluß der Bisphosphonate auf normale humane Osteoblasten zu erforschen und mögliche Zusammenhänge zwischen ihrem Wirkungspotential und ihrer chemischen Struktur sowie dem Differenzierungsstadium der Osteoblasten zu untersuchen.Normale humane Osteoblasten wurden aus proximalen Femuranteilen isoliert, SAOS Osteosarkoma Zellen wurden aus der ATCC (American-Tissue-Culture-Collection) gekauft. Alle Zellen wurden in 96-Lochplatten kultiviert. Sie wurden mit Etidronat, Alendronat und Ibandronat, jeweils Repräsentanten der ersten, zweiten und dritten Generation von Bisphosphonaten, in unterschiedlichen Konzentrationen (10 3 10 11 M) behandelt. Die Zellproliferation wurde mittels MTT-Assay quantifiziert. Die Differenzierung der Osteoblasten wurde durch die Messung von alkalischer Phosphatase, Osteocalcin und Typ I Kollagen bestimmt. Eine mögliche Interaktion zwischen Osteoblasten und Osteoklasten wurde durch die Messung von Interleukin-6 untersucht.
Unsere Untersuchungen zeigten eine Beeinflussung der Proliferationsrateund / oder der Expression der verschiedenen Differenzierungsproteine bei allen Zellen durch die Behandlung mit allen verwendeten Bisphosphonaten. Die Reaktion der Zellen auf die Bisphosphonatbehandlung ist abhängig von der chemischen Struktur des Bisphosphonats und dem Differenzierungsstadium der Osteoblasten. Besonders herauszuheben ist die Inhibierung der osteoblastären Interleukin-6-Produktion in allen Differenzierungsstadien unter allen Bisphosphonaten. Interleukin-6 fördert bekanntermaßen die osteoklastäre Rekrutierung und Aktivität. Damit deutet die Inhibierung der osteoblastären Interleukin-6-Produktion in der Knochen-mikroumgebung auf eine parakrine Wirkung der Bisphosphonate auf die Osteoklasten hin. Zusammengefasst demonstriert diese Studie einerseits einen direkten Einfluß der Bisphosphonate auf die normalen humanen Osteoblasten. Andererseits ergibt sich, zusätzlich zu dem bekannten direkten, apoptotischen Effekt auf die Osteoklasten, ein indirekter, parakriner Einfluß über die Osteoblasten.
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