¹Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland
²Abteilung für Muskuloskelettale Medizin, Universitätsklinikum Lausanne und Universität Lausanne (CHUV-UNIL), Lausanne, Schweiz

Text

Zielsetzung und Fragestellung: Das Hüftgelenk ist eines der am häufigsten von Arthrose (Osteoarthritis, OA) betroffenen Gelenke und stellt aufgrund der hohen Prävalenz und des steigenden Versorgungsbedarfs eine erhebliche gesundheitsökonomische Belastung dar. Aktuelle Therapieansätze konzentrieren sich weitgehend auf die Linderung von Schmerzen und Funktionseinschränkungen, ohne dabei patientenspezifische und pathophysiologische Faktoren zu berücksichtigen. Vor diesem Hintergrund zielt unsere Studie darauf ab, ein vertieftes Verständnis verschiedener Endotypen der Coxarthrose anhand subchondraler Parameter zu gewinnen und damit eine Grundlage für individualisierte Behandlungskonzepte zu schaffen.

Material und Methoden: Insgesamt wurden 38 Patienten mit primärer Coxarthrose in der vorliegenden Studie eingeschlossen. Präoperativ wurden die Knochenmineraldichte (Bone mineral density, BMD), Schmerzen, Laborparameter sowie der Bewegungsumfang erfasst. Während der Implantation der Hüfttotalendoprothese (HTEP) erfolgte die Entnahme der Femurköpfe, aus denen anschließend standardisiert osteochondrale Proben gewonnen und histologisch auf Veränderungen im Gelenkknorpel sowie im subchondralen Knochen untersucht wurden. Ergänzend wurde die Rasterelektronenmikroskopie durchgeführt, um den Mineralisierungsgrad zu quantifizieren. Zur Stratifizierung der Patienten basierend auf den osteochondralen Parametern wurde eine Principal Component Analyse sowie eine hierarchische Clusteranalyse durchgeführt.

Ergebnisse: Die durchgeführte Clusteranalyse ergab vier Gruppen, die sich in ihren osteochondralen Merkmalen deutlich voneinander unterschieden (Abbildung 1A [Abb. 1]). Trotz vergleichbarer BMD-T-scores der Hüfte wiesen Cluster I und II eine geringe subchondrale Knochenmasse auf, während Cluster IV durch eine erhöhte Knochenmasse auffiel (Abbildung 1B [Abb. 1]). Weiterhin zeigten Cluster III und IV eine deutlich gesteigerte subchondrale Knochenformation mit einem erhöhten Anteil an neu gebildetem Geflechtknochen. Darüber hinaus zeigten Cluster III und IV eine reduzierte Größe der Knochenmarksadipozyten, die als Surrogat für eine gesteigerte Lipolyse interpretiert werden kann (Abbildung 1C [Abb. 1]). Interessanterweise korreliert dieses Phänomen in der Gesamtkohorte mit einer erhöhten subchondralen Knochenbildung und zeigt somit eine mögliche Wechselwirkung zwischen Fettstoffwechsel und Knochenumbau auf (Abbildung 1D [Abb. 1]).

Diskussion und Schlussfolgerung: Wir konnten vier Endotypen der Coxarthrose mit charakteristischen Profilen in Mikrostruktur, Mineralisierung und Zellaktivität identifizieren, die auf differenzierte Krankheitsaktivitäten und unterschiedliche Behandlungsbedarfe hindeuten. So könnten beispielsweise osteoanabole Strategien in Clustern mit geringer subchondraler Knochenmasse (Cluster I und II) und antiresorptive Verfahren in Clustern mit ausgeprägter Knochenbildung (Cluster III und IV) berücksichtigt werden. Darüber hinaus weisen die Befunde auf eine bislang unerkannte Rolle der Lipolyse bei der Modulation von Endotypen der Coxarthrose hin.