In-vitro Wirkmechanismen von zwei unterschiedlichen Bisphosphonaten (Zoledronat und Pamidronat) auf humane Gingivafibroblasten, Osteoblasten und Osteosarkomzellen

Simon, Maciej

Bisphosphonate (BP) sind nichtmetabolisierte Analoga des anorganischen Pyrophosphats (PP). BP haben die Fähigkeit, sich an Knochen zu binden, sie inhibieren die Osteoklastenaktivität und induzieren die Apoptose von Osteoklasten. Aufgrund der guten Knocheneinlagerung muss bei der Gabe von BP an eine lange Halbwertszeit von 3 bis 20 Jahren, abhängig von der Knochenumsetzungsrate, gedacht werden. In neueren klinischen Berichten wird über eine erhöhte Osteonekroserate (ONJ = osteonecrosis of the jaw) unter Bisphosphonattherapie berichtet. In einem In-vitro-Modell wurde anhand verschiedener Zelllinien die Wirkung von BP auf humane Bindegewebs-, Knochen- und Osteosarkomzellen untersucht. Humane Gingivafibroblasten, Osteoblasten und Osteosarkomzellen (SaOS-2) wurden in 6er Well-Platten angezüchtet und 4 Wochen lang mit supplementiertem Nährmedium behandelt. Als Supplement dienten Zoledronat (ZOL), Pamidronat (PAM) und PP in vier verschiedenen Konzentrationen (1, 5, 10, 20 μM). Abschließend wurde die Zellzahl ermittelt und die Zellproliferation untersucht. Die Kollagensynthese wurde durch ELISA, HPLC-Analyse und molekularbiologische Methoden ermittelt. Es wurde eine Hemmung in der Zellproliferation unter BP beobachtet. In der Zellzählung wurde eine Reduzierung der Osteo- und Fibroblasten unter ZOL und PAM, außer bei PAM in einer Konzentration von 1 und 5 μM, festgestellt. PP hatte bei allen Zelllinien einen meist proliferativen Effekt. Im ELISA zeigte sich eine starke Reduktion der Kollagenkonzentration bei Fibroblasten, und bei Osteoblasten wurde eine noch stärkere Reduktion im Vergleich zu den Kontrollgruppen sichtbar. Die HPLC beschreibt eine Abnahme in der Reifung der Kollagen Typen I und V durch die beiden BP. Die Ergebnisse der molekularbiologischen Untersuchung bestätigen die Tendenz der zuvor genannten Ergebnisse der einzelnen BP. In durchgeführten Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass ZOL im Vergleich zu PAM eine höhere toxische Wirkung hat. Neben den bekannten Kurzuntersuchungen über eine Woche konnte im Langzeitversuch über 4 Wochen eine deutliche Verminderung der Proliferation und Reduktion der Kollagensynthese nicht nur auf Osteoblasten, sondern auch bei Gingivafibroblasten nachgewiesen werden. Die Ergebnisse könnten Gründe für die Entstehung der Osteonekrose liefern.

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Simon, Maciej: In-vitro Wirkmechanismen von zwei unterschiedlichen Bisphosphonaten (Zoledronat und Pamidronat) auf humane Gingivafibroblasten, Osteoblasten und Osteosarkomzellen. 2009.

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