Neuer osteologischer Horizont durch interdisziplinäre Vernetzung

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Spectrum Osteoporose 02/10

Neuer osteologischer Horizont durch interdisziplinäre Vernetzung

Imaging Research Network in Osteology Vienna (IRNO)

Die Osteologie ist zunehmend ein Forschungsgebiet, in dem vermehrt bildgebende Verfahren mit hohem Spezialisierungsgrad zum Einsatz kommen, die vom ausführenden Fachpersonal eine besondere Expertise erfordern.

Die Universitätsklinik für Radiodiagnostik der Medizinischen Universität Wien hat mit dem Institut für Pathophysiologie, dem Institut für Leichtbau und Strukturbiomechanik an der Technischen Universität Wien und dem Institut für Anthropologie ein osteologisches Forschungsnetzwerk - Imaging Research Network in Osteology Vienna (IRNO) - als neuen Ansatz zur interdisziplinären osteologischen Forschung mit hochauflösenden bildgebenden Verfahren gegründet. Die VINFORCE Study Group (St. Vincent Bone Task Force) an der II. Medizinischen Abteilung am KH der Barmherzigen Schwestern bildet als Kooperationspartner dabei die klinische Achse und den patientenorientierten Forschungsschwerpunkt.

Forschungspool mit allen regional verfügbaren Geräten

Da das Spektrum bildgebender Verfahren zur Diagnostik osteologischer Fragestellungen in den vergangenen Jahren vor allem durch verschiedene Techniken der hochauflösenden und der Mikro-Computertomographie erheblich erweitert wurde, ist es Ziel dieses Projekts, ein regionales, interdisziplinäres Netzwerk zu etablieren, um mit höchstem wissenschaftlichen Know-how die in Wien verfügbaren Geräte zur optimalen Beantwortung klinischer und wissenschaftlicher Fragestellungen verfügbar zu machen und direkt dem Patienten zugute kommen zulassen Zurzeit stehen dem Netzwerk folgende Geräte zur Verfügung:

• 3 µ-CT-Geräte unterschiedlicher Bauart
• ein HR-pQCT-Gerät
• ein 64-Zeilen-Multidetektor-CT-Gerät und ein Dual-Source-CT-Gerät
• 2 Knochendichtemessgeräte (DXA) unterschiedlicher Bauart
• ein hochauflösender digitaler Röntgenaufnahmeplatz
• (Phosphorspeicherplattentechnologie in Mammographiequalität)
• 2 Hochfeld-MR-Geräte mit 3 Tesla und eines mit 7 Tesla Feldstärke

„Hochauflösende" osteologische Antworten erwartet

Die unterschiedlichen höherauflösende Modalitäten eröffnen zahlreiche Möglichkeiten, um die strukturelle und biomechanische Beschaffenheit von Knochen nicht nur in Knochenbiopsien, sondern auch in vivo am Patienten selbst zu untersuchen (Abb. 1). Neueste Erkenntnisse auf diesem Gebiet weisen auf differente Prozesse in Kortikalis und Spongiosa in der Entwicklung von Osteopathien und der Wirkung von Pharmaka hin. In diesem Spektrum erweiternd sind neben histologischen und mikrobiologischen Methoden zur Aufarbeitung von Knochenbiopsien auch die mRNA-Extraktion verschiedener Transkriptionsfaktoren, Strukturanalysen aus dem Gewebe und auch Nanoindentionsmessungen möglich. Diese hochmodernen Verfahren, die teilweise noch vor Validierung stehen, sollen früher oder später für die Beantwortung pathophysiologischer Prozesse am Knochengewebe und auch osteologischer Fragestellungen jeweils individuell an und für unsere Patienten eingesetzt werden können. Dabei muss entschieden werden, welche Modalität die höchste Aussagekraft bietet und somit die geeignete Methode ist.

Klinische und Forschungsschwerpunkte

Der klinische Schwerpunkt erstreckt sich auf strukturelle und molekularbiologische Analytik von Knochenbiopsien sowie Messungen am HR pQCT (X-Treme) an der Abteilung für Radiodiagnostik der Medizinischen Universität Wien. Bei ca. 500 Patienten sind bisher Messungen durchgeführt worden:

1. unspezifische Patienten mit Osteoporose behandlungsnaiv oder mit Therapie
2. Patientin mit der Indikationsstellung für antiresorptive und osteoinduktive Therapien
3. Patienten, die sich einer Knochenbiopsie unterziehen
4. Patienten mit Osteogenesis imperfecta

Nach einem Organigramm (Abb. 2) werden letztlich Knochenbiopsien aus Beckenkamm-Doppelstanzen im Krankenhaus der Barmherzigen Schwestern Wien einerseits direkt nach entsprechender Fixierung zur mRNA-Extraktion ans Institut für Pathophysiologie weitergeleitet, anderseits zur pathohistologischen Aufarbeitung ans Institut für Pathohistologie und dort entsprechend weiterfixiert und eingebettet und letztlich zur /i-CT-Analyse an der TU weiterverarbeitet.

Ausblick: Mit diesem interdisziplinären osteologischen Netzwerk haben sich vollkommen neue Wege in der mehrdimensionalen Erfassung der Knochenstruktur aufgezeigt, die möglicherweise eine frühere Erkennung des individuellen Frakturrisikos erlauben und spezifischere pharmakotherapeutische Behandlungen ermöglichen. Die Erfassung der zugrunde liegenden molekularbiologischen Dynamik und Steuerung der Knochenstoffwechselprozesse soll mithelfen, das Verständnis für osteologische Erkrankungen zu schärfen.

Prim. Univ.-Prof. Dr. Heinrich Resch
Vorstand der II. Internen Abteilung am Krankenhaus der Barmherzigen Schwestern Wien (Akademisches Lehrkrankenhaus der Medizinischen Universität Wien, MUW)