Genveränderte Knochenmikroarchitektur: Eine Mikro-CT-basierte Studie am TPH2-Knockout-Rattenmodell

Zielsetzung Ätiologisch liegt der altersbedingten Osteoporose ein gestörter Knochenmetabolismus zugrunde. Auch der Neurotransmitter Serotonin beeinflusst abhängig von seiner Syntheseherkunft das Knochenremodeling. Um die Rolle des zerebralen Serotonins (Tryptophanhydroxylase 2; TPH2) zu untersuchen, wurde ein TPH2-Knockout-Rattenmodell etabliert. Ziel der Mikro-CT-Analyse ist die Evaluation von Knochenveränderungen sowie die Verwendung von TPH2 als prophylaktische oder therapeutische Ressource.

Material und Methoden 36 WT- und 33 KO-Ratten wurden jeweils in vier Gruppen randomisiert und nach 6, 20, 30 und 40 Wochen euthanasiert. Die in PFA kultivierten (6 W) oder tiefgefrorenen (20, 30 und 40 W) LWKII-Proben wurden im Mikro-CT (Skyscan1173, Bruker Micro-CT, Kontich, Belgien) gescannt. Die isotrope Voxelkantenlänge betrug 6,11 bzw. 9,70 μm. Die rekonstruierten Datensätze wurden segmentiert sowie morpho- und densitometrisch analysiert.

Ergebnisse Die WT- und KO-Gruppen nach 30W unterscheiden sich signifikant: BV/TV (31,96 ± 3,31% vs. 44,15 ± 1,44%; p <0,05) und Tb.Th (74,67 ± 2,93µm vs. 89,03 ± 1,86µm; p <0,05). Tb.Sp, SMI, Tb.N und BMD zeigen keine signifikante Abweichung: Die KO-Gruppe weist niedrigere Werte für Tb.Sp und SMI auf, wobei der SMI nach 40W minimal erhöht ist (-0,055 ± 0,111 vs. -0,117 ± 0,262). Die BMD korreliert mit der BV/TV, jedoch ergibt sich nach 30W nur ein deutlicher Unterschied (489,84 ± 41,2 mg/cm³ vs. 613,30 ± 17,65 mg/cm³; p = 0,063). Beim internen Vergleich zur 6W-Gruppe zeigen die KO-Tiere in Bezug auf BV/TV, Tb.Th sowie Tb.N, SMI und BMD signifikantere Unterschiede.

Schlußfolgerungen Zusammengefasst löst der TPH2-Verlust eine Verbesserung von BV/TV, BMD, Tb.Th und Tb.N. sowie Reduktion von Tb.Sp und SMI aus. Die derzeitigen Ergebnisse deuten auf ein therapeutisches Potenzial zur Regulierung des altersbedingten Knochenverlusts hin.