Muskuloskeletale Zellbiologie

Derzeit gibt es keine zuverlässigen Methoden, um Patienten mit einem Risiko für eine beeinträchtigte Frakturheilung prospektiv zu identifizieren. Dies kann auf die große interindividuelle Variabilität des Verletzungsgrades, das damit verbundene Weichteiltrauma, die Einwilligung des Patienten, die Unterschiede in der anatomischen Rekonstruktion und die entzündliche Reaktion zu Beginn der Heilung zurückzuführen sein.

Neben den mesenchymalen Zellen sind Immunzellen entscheidend für die endogene Regeneration des mesenchymalen Gewebes auch ohne Infektion. Wir haben bereits einen Zusammenhang zwischen der individuellen Immunreaktivität, der Funktion von Knochenvorläuferzellen (Mesenchymal Stromal Cells, MSCs) und gestörter Frakturheilung beim Menschen gefunden. Unsere Studie ergab, dass eine kompromittierte Frakturheilung signifikant mit einem erhöhten Anteil an zirkulierenden, terminal differenzierten CD8+ Effektorgedächniszellen-T (TEMRA)-Zellen korreliert ist. Diese Zellen wurden mit dem Hämatom angereichert und sind Hauptproduzenten von TNF-α und IFN-γ, die die osteogene Differenzierung und das Überleben von menschlichen MSCs hemmen (Abb.). Um einen kausalen Zusammenhang zwischen der Anreicherung von TEMRA-Zellen, der beeinträchtigten MSC-Funktion und der Pathogenese einer schlechten Knochenbruchheilung weiter zu untersuchen, haben wir CD8+ T-Zellen in vivo durch eine Antikörpertherapie gezielt abgebaut. Diese Behandlung führte zu einer verbesserten endogenen Frakturreparatur, während ein Transfer von CD8+ T-Zellen den Heilungsprozess beeinträchtigte. Unsere aktuellen Daten bilden die Grundlage für zwei laufende Studien (i) die prospektive Validierung der Biomarker CD8+ TEMRA-Zellen in einer großen klinischen (multizentrischen) Studie und (ii) die pharmakologische Blockade der zirkulierenden CD8+ TEMRA-Zellen oder ihrer Zytokine zur Verbesserung der Frakturheilung.