¹Experimentelle Unfallchirurgie, Justus-Liebig-Universität, Gießen, Deutschland
²Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Kinderradiologie, Universitätsklinikum Gießen GmbH, Gießen, Deutschland
³3. Fakultät VI Medizin und Gesundheitswissenschaften, Abteilung Anatomie, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Oldenburg, Deutschland
⁴Universitätsmedizin Rostock, Institut für Anatomie, Rostock, Deutschland

Text

Zielsetzung und Fragestellung: In unsere Studie wurde der Knochenstatus in einem NPC-Mausmodell untersucht. Ziel der Arbeit war es die Hypothese zu testen, dass die Akkumulation von Sphingolipiden, sowie die ebenfalls vorliegende verminderte Sphingosin-1-Phosphat Konzentration, sich bei NPC negativ auf den Knochenstatus auswirkt. In histologischen, histomorphometrischen und qPCR-Untersuchungen wurden bereits erhebliche Veränderungen im Knochenstatus der <em>Npc1</em>-/--Mäuse nachgewiesen, die teilweise auch durch eine Medikation nicht verbessert werden konnten. Zur Verifizierung histologischer Ergebnisse und Ergänzung um densitometrische Daten führten wir eine mikrocomputertomographische (µCT) Untersuchung durch. Hierdurch lassen sich spezifische Aussagen über den Einfluss des NPC auf den Knochen, sowie den möglichen Einfluss der angewendeten Medikation treffen.

Material und Methoden: Es wurden aus einem NPC-Mausmodell stammende Femora von Npc1-/--, Wildtyp- (Npc1+/+) und heterozygoten (Npc1+/-) Mäusen verwendet. Diese wurden aufgearbeitet und entsprechend den Empfehlungen der „Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography“ im SkyScan 1173 µCT (Bruker Mikro-CT Kontich, Belgien) gescannt und anschließend rekonstruiert . Zur Überprüfung der Hypothesen wurden statistisch relevante Unterschiede zwischen Npc1-/--, Npc1+/+ und Npc1+/-, unterteilt nach medikamentöser Behandlung und Geschlecht, mittels SPSS (SPSS Institute INC., Chicago, US) berechnet.

Ergebnisse: Die µCT-Untersuchung bestätigt die bereits vorgestellten histologischen und histomorphometrischen Untersuchungen und zeigt zusätzlich bei unbehandelten Npc1-/--Mäusen beider Geschlechter eine signifikante Reduktion des relativen Knochenvolumens (BV/TV) und eine Reduktion der Trabekelanzahl (Tb.N), begleitet von einer signifikanten Erhöhung des Trabekelabstand (Tb.Sp), der Porosität (BS/TV) und des Strukturmodellindex (SMI) im Vergleich zu den Npc1+/+-Mäusen. Insbesondere bei weiblichen Mäusen wurde ebenfalls eine signifikant reduzierte Trabekeldicke der Npc1-/--Mäuse versus den Npc1+/+-Mäuse gemessen. Bei den medikamentös behandelten Tieren der Npc1-/--Mäuse war der Knochenstatus gegenüber den Wildtypen nicht verändert. In der einmalig mit 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin (HPβCD) behandelten Gruppe zeigten sich bei den weiblichen Mäusen signifikante Veränderungen in allen gemessenen Parametern, die auf eine Verschlechterung des Knochenstatus hinweisen. Bei den männlichen Tieren waren hier keine Unterschiede messbar.

Diskussion und Schlussfolgerung: Die Ergebnisse legen nahe, dass die Npc1-Knock-out Mutation osteoporoseähnliche Veränderungen hervorruft und das der Knochenstatus geschlechtsspezifisch beeinflusst wird. Der Geschlechts-dimorphismus könnte durch Veränderungen des Steroidhormonstoffwechsels erklärt werden.