Osteoimmunologie – immunologische Einflüsse auf den Knochenauf- und -abbau

Zusammenfassung

Hintergrund Die gezielte Regeneration von Knochenschäden ist ein zentrales Ziel der Orthopädie und Unfallchirurgie. Die Verwendung von Knochenersatzmaterialien (z. B. Knochenzement), welche die Struktur und Stabilität des Knochens wiederherstellen sollen, reicht nicht aus, um langfristig funktionsfähigen Knochen wiederherzustellen. Als Folge einer voranschreitenden Forschung werden derzeit Wachstumsfaktoren zur Steigerung des Knochenwachstums und Inhibitoren zur Verminderung des Knochenabbaus eingesetzt.

Stand der Forschung Osteoblasten und Osteoklasten sind zentrale Bausteine des Knochenmetabolismus. Während Osteoblasten für den Knochenaufbau verantwortlich gemacht werden, wird eine deregulierte Osteoklastenaktivität als Ursache für massiven Knochenabbau im Zuge der Osteoporose oder nach Knochenmetastasierung angesehen. Aktuelle Forschungsergebnisse der letzten Jahre zeigen jedoch, dass die Knochenbildung komplexer ist. So benötigen Osteoblasten für die Differenzierung und Vermehrung Faktoren aktivierter Osteoklasten, während die Osteoklastenaktivität von Osteoblasten abhängt. Kürzlich wurde außerdem der enorme Einfluss des Immunsystems auf das Knochenwachstum erkannt. Welchen Einfluss Immunfaktoren auf den Knochenmetabolismus haben, hängt stark von dem Milieu ab, das im Knochen vorherrscht. Während „im Normalfall“ Zytokine der TGF-β-Familie (neben TGF-β eine Reihe von „bone morphogenic proteins“, BMPs) den Knochenaufbau stimulieren, induzieren Entzündungen infolge von Infektionen oder Zellschäden den Knochenabbau [4], [5], [11].

Ausblick Ein besseres Verständnis der Vorgänge, die das Knochenwachstum regulieren, und insbesondere die Rolle des Immunsystems wird zur Entwicklung von neuen Medikamenten zur Stimulation des Knochenaufbaus beitragen. Aufgrund der starken Überlappung von Wirkmechanismen des Knochenmetabolismus und von Immunfunktionen könnten Medikamente, die gegen Tumoren und Autoimmunerkrankungen entwickelt wurden, in der Knochenregeneration Verwendung finden.

Schlüsselwörter

Osteoimmunologie - Osteoblast - Osteoklast - Knochenregeneration

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