Analýza mRNA expresních profilů vybraných imunitních molekul u pacientů s totální endoprotézou

Bc. Petra KLEVCOVÁ

Master's thesis

DNA/RNA analysis of selected immune system related molecules in lung pathologies

Abstract:

Totální endoprotéza (TEP) kyčelního a kolenního kloubu je jedna z nejčastějších operací v ortopedické praxi. Periprotetická osteolýza patří společně s aseptickým uvolněním mezi nejzávažnější komplikace spjaté s TEP kolenního a kyčelního kloubu. Osteolýza je způsobena otěrovými mikročásticemi, které jsou během otěru uvolňovány z implantátu do okolí kostní tkáně. Dosud není přesně známo, jaké molekuly se aktivně podílejí na procesu osteolýzy. V praktické části této diplomové práce jsme měřili mRNA profily prozánětlivých molekul: IL-6, TNF? a IL-8, a molekul podílejících se na kostní remodelaci: MMP9, OPN, OPG a RANKL. Pro studium expresních profilů byli vybráni pacienti s TEP kyčlí (n=42) a TEP kolen (n=22), kteří podstoupili revizní operaci z důvodu periprotetické osteolýzy. Kontrolní skupinu tvořili pacienti s primární artrózou kyčlí (n=17) a primární artrózou kolen (n=22). Pro měření relativní exprese byla vybrána metoda real-time PCR. K vyhodnocení mRNA exprese vybraných molekul byla použita metoda druhé derivace. Jako referenční gen byl vybrán HPRT1 a jako kalibrátor se použila lidská univerzální referenční mRNA. U pacientů s TEP kolen nebyla prokázána zvýšená exprese TNF? a IL-6 oproti kontrolním vzorkům, exprese TNF? byla sníženáu pacientů s TEP kyčle než u kontrolní skupiny. Ve srovnání s kontrolami byla exprese IL-8 a MMP9 zvýšená u obou skupin pacientů s TEP. U pacientů s TEP kyčle byla snížená exprese RANKL v porovnání s kontrolami, u TEP kolene nebylo snížení exprese signifikantní. U obou skupin pacientů se naměřila snížená exprese OPG a zvýšená exprese OPN než u kontrolních skupin. Mezi pacienty s TEP kolen a TEP kyčlí jsme nepotvrdili rozdíly v relativní expresi jednotlivých studovaných molekul. Znalost molekul podílejících se na osteolýze může přispět k objasnění patogeneze této závažné komplikace u pacientů s TEP

Abstract:

Total hip (THA) and total knee arthoplasty (TKA) is one of the most common orthopaedic surgery procedures. Both the periprosthetic osteolysis and aseptic loosening belong to serious complicationsaccompanying the THA and TKA. Osteolysis is caused by wear debris, which are released from the prosthesis to the surrounding environment. Accurate description of the molecules and signalling pathways associated with osteolysis has not been established yet. We carried out gene expression profiling of pro-inflammatory molecules: IL-6, TNF?, IL-8 and molecules involved in bone remodelling: MMP9, OPN, OPG and RANKL. Synovial tissues were obtained from patients undergoing revision surgery for osteolysis of failed THA (n=42) and TKA (n=22). As controls, synovial tissues were collected from patients with primary arthritis of knee (n=22) or hip (n=17). Real-time PCR method was used for assessment of gene expression, second derivative maximum method was used to evaluate mRNA expression. We used universal human reference cDNA as a calibrator and HPRT1 as a reference gene. We did not detect elevated levels of TNF? and IL-6 expression in TKA patients relative to controls. TNF? expression level was decreased in THA patients when compared to controls. Increased expression of IL-8 and MMP9 was detected in osteolysis patients than in controls. RANKL expression was decreased in THA patients in relation to controls, but the reduction in its expression was not significant for TKA patients. OPG was reduced and OPN was elevated in THA and TKA patients compared to controls. Moreover, we did not observed the difference in mRNA levels of studied molecules between THA and TKA patients. Knowledge of molecules participated in osteolysis can contribute to the clarifying of the pathogenesis of this serious complication in THA and TKA patients.

Keywords

totální endoprotéza, osteolýza, remodelace kostí, TNF?, OPG, RANKL, MMP9, IL-8, IL-6, OPN

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2012

Accessible from:: 23. 4. 2012

Thesis defence

• Supervisor: Prof. MUDr. Martin Petřek, CSc.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry