Der Einfluss biomechanischer Belastung auf die Entwicklung einer Enthesitis sowie optoakustisch basierte immunometabolische Profilierung der Enthesitis
Creators: name: Simon, David
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2023

description: 1.1 Hintergrund und Ziele Die Psoriasis-Arthritis (PsA) ist eine chronisch-entzündliche Gelenkerkrankung mit einer Prävalenz von ungefähr 0,3-1%. Ein klinisches Merkmal der PsA ist die Enthesitis, die bei etwa 35 % der Patienten auftritt. Es wird allgemein angenommen, dass eine hohe mechanische Belastung der Enthesen eine Enthesitis-Entstehung beeinflussen kann. Diese Annahme beruht jedoch vor allem auf präklinischen Experimenten, mechanistische Daten vom Menschen sind nur spärlich vorhanden. Angesichts der Häufigkeit der Enthesitis und ihrer erheblichen klinischen Relevanz ist es von wesentlicher Bedeutung, das immunometabolische Profil der Enthesitis im Detail zu untersuchen und den Einfluss mechanischer Belastung auf die Enthesitis-Entwicklung besser zu verstehen. Ziel dieser Arbeit war es daher, (i) die Auswirkung von mechanischer Belastung auf die Entwicklung einer Enthesitis sonographisch zu beurteilen und (ii) die metabolischen Eigenschaften einer Enthesitis mit Hilfe der multispektralen optoakustischen Tomographie (MSOT) beim Menschen nicht-invasiv zu untersuchen. 1.2 Methoden Für das Erreichen der Ziele wurden zwei unterschiedliche Studien durchgeführt. Zur Bewertung des Einflusses mechanischer Belastung auf die Entwicklung einer Enthesitis wurden die Enthesen von semiprofessionellen Badmintonspielern vor und nach einer 60-minütigen Trainingseinheit per Ultraschall untersucht. Zur metabolischen Charakterisierung der Enthesitis wurden in einer zweiten Studie verschiedene Enthesen sowohl klinisch als auch sonographisch und multispektral optoakustisch (mittels MSOT) untersucht. Die mit MSOT gemessenen Werte wurden quantifiziert und skalierte Mittelwertunterschiede zwischen betroffenen und nicht betroffenen Enthesen berechnet. 1.3 Ergebnisse und Beobachtungen In die mechanistische Studie wurden 32 Badmintonspieler eingeschlossen. Die jeweiligen empirischen Gesamtwerte für eine Power Doppler-Untersuchung lagen bei 0,1 (Standardabweichung (SA): 0,3) vor und 0,5 (SA: 0,9) nach dem Training. Der Unterschied zwischen dem mittleren Power Doppler-Gesamtwert vor und nach dem Training war mit 0,4 signifikant (p=0,0014). Ein Modell mit gemischten Effekten zeigte einen signifikanten Anstieg nach dem Training (mittlerer Anstieg/Seite 0,06 (95% Konfidenzintervall 0,01 bis 0,12, p=0,017). In die optoakustische Studie wurden 87 Teilnehmer eingeschlossen. Die klinische Untersuchung der Enthese war nicht mit signifikanten Stoffwechselveränderungen verbunden, während die sonographischen Veränderungen im Zusammenhang mit einer Enthesitis mit einem erhöhten MSOT-gemessenen Gesamthämoglobinspiegel, einer erhöhten Sauerstoffsättigung und einem erhöhten Kollagengehalt einhergingen. Ein erhöhter Kollagengehalt war bei dem Vorliegen von Kalzifikationen zu beobachten. 1.4 Praktische Schlussfolgerungen Mechanische Belastung führt beim Menschen zu einer raschen Entzündungsreaktion an den Enthesen. Diese Daten unterstützen das Konzept der Mechanoinflammation bei der PsA. Optoakustische Messungen unter Verwendung von MSOT ermöglichen die Bestimmung von Stoffwechselprofilen bei Enthesitis in einer nicht-invasiven Umgebung. Die Veränderungen der Kollagen-Konzentration könnte auf die Expansion des mineralisierten Faserknorpels zurückgehen, die Änderungen des Hämoglobingehaltes und der Sauerstoffsättigung auf die Folge der entzündungsvermittelten Neovaskularisierung des normalerweise bradytrophen enthesealen Gewebes. Künftige MSOT-Studien müssen zeigen, ob bestimmte Stoffwechselprofile mit einer späteren Enthesitis-Entwicklung in Zusammenhang stehen und ob eine maßgeschneiderte antiinflammatorische Therapie auf Grundlage metabolischer Profile möglich ist.