| dc.contributor.advisor | Komrakova, Marina Dr. | |
| dc.contributor.author | Henkies, Danny | |
| dc.date.accessioned | 2020-02-24T09:19:33Z | |
| dc.date.available | 2020-03-10T23:50:03Z | |
| dc.date.issued | 2020-02-24 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-1332-D | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-7868 | |
| dc.language.iso | deu | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 610 | de |
| dc.title | Der Einfluss des selektiven Androgenrezeptor- Modulators Enobosarm auf die Skelettmuskulatur im Modellorganismus der osteoporotischen Ratte | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.title.translated | The influence of the selective androgen receptor modulator Enobosarm on the skeletal muscles in the model organism of the osteoporotic rat | de |
| dc.contributor.referee | Sehmisch, Stephan Prof. Dr. | |
| dc.date.examination | 2020-03-03 | |
| dc.description.abstractger | Sarkopenie ist eine oft unterdiagnostizierte Erkrankung welche häufig komorbide zur
Osteoporose auftritt. Wir untersuchten die Wirkung des selektiven Androgenrezeptor-
Modulators (SARM) Enobosarm auf die Skelettmuskulatur am Modell der ovariektomierten
Ratte. Drei Monate alte Sprague Dawley Ratten wurden in fünf Gruppen unterteilt. Vier
Gruppen wurden ovarektomiert um postmenopausale Bedingungen zu schaffen. An drei der
ovarektomierten Versuchstiergruppen (SARM 1(n=11), 2(n=10), und 3(n=11)) wurde
Enobosarm in den folgenden Wirkstoffdosierungen 0,04 mg/kg/KG, 0,4 mg/kg/KG und 4,0
mg/kg/KG getestet. Die vierte ovariektomierte Gruppe (OVX (n=9)) diente als kranke, die nicht
ovariektomierte Gruppe fünf (Non OVX (n=10)) als gesunde Kontrollgruppe. Acht Wochen
nach Ovariektomie bekamen die Gruppen SARM 1 bis 3 für insgesamt fünf Wochen eine
Therapie mit Enobosarm über sojafreies Futter. Nach fünfwöchiger Behandlung wurden der M.
Gastrocnemius, M. Soleus, ein Teil des M. Longissimus und die Uteri entnommen, sowie die
jeweiligen Gewichte ermittelt. Aus dem Blut wurden die Kreatinkinase, Magnesium- und
Kalzium-Konzentrationen bestimmt. Aus den Muskelproben wurden mit Hilfe eines Kryotoms
12 μm Dünnschnitte angefertigt und histologische Untersuchungen durchgeführt. Das
Verhältnis von Kapillaren zu Muskelfasern, das Verhältnis der Muskelfasertypen und die
Muskelfasergrößen wurden in Folge bestimmt. Zusätzlich wurden die Enzymaktivitäten der
Citrat-Synthase, Laktatdehydrogenase und Komplex-1 in der Skelettmuskulatur analysiert.
Die Uteri der Gruppen OVX und SARM 1 waren signifikant leichter im Vergleich zu Non
OVX, was sich durch den reduzierten Östrogenspiegel nach Ovariektomie erklären lässt. Die
Uteri der Gruppen SARM 2 und SARM 3 zeigten eine signifikante Gewichtszunahme im
Vergleich zu OVX und SARM 1. Sie haben jedoch nicht das Gewicht der gesunden
Vergleichsgruppe Non OVX erreicht. Dieses spricht für eine dosisabhängige Wirkung am
Uterus über dort vorhandene Androgenrezeptoren. Hinterfragen muss man hier drohende
Langzeitfolgen mit einer im schlimmsten Fall hormonell stimulierten Malignom-Entwicklung
im Bereich des Uterus.
In der Muskulatur, beispielhaft gezeigt am M. Gastrocnemius und M. Longissimus, kam es
unter Therapie zu einer zunehmenden Kapillarisierung. Dieser Effekt stieg mit steigender
Wirkstoffdosierung. Eine zunehmende Angiogenese unter Therapie mit Enobosarm lässt sich
über eine vergleichbare Wirkung von Testosteron erklären.
Es zeigten sich keine signifikanten Änderungen im Verhältnis von Typ-1- zu Typ-2-
Muskelfasern unter Therapie mit Enobosarm. Dieses wurde auch nach Testosteron-Therapie
berichtet. Bezüglich der Muskelfaserflächen und
–durchmesser ergaben die Auswertungen eine tendenzielle Größenzunahme der glykolytischen
Muskelzellen. Von einer Zunahme der Muskelkraft und der fettfreien Körpermasse, unter
Therapie mit SARMs, ist bereits früher berichtet worden. Eine fünf Wochen dauernde Therapie,
wie in unserem Versuch, ist anscheinend nicht ausreichend um einen signifikanten Effekt auf
die Muskelfasergrößen zu erzielen.
Die Aktivität der Citrat-Synthase der Gruppe SARM 3 war im M. Longissimus signifikant
erhöht gegenüber der Gruppe Non OVX. Im Falle der anderen Muskeln konnte eine
tendenzielle Aktivitätssteigerung der CS-Aktivität, v. a. in den Therapiegruppen SARM 2 und
SARM 3 gezeigt werden. Diese spricht wiederum für eine dosisabhängige Wirkung, wie auch
schon beispielhaft am Uterus gezeigt und deutet auf einen aktivitätssteigernden Effekt von
Enobosarm auf den Zellmetabolismus hin. Bezüglich der Laktatdehydrogenase und des
Komplex-1 konnten keine signifikanten Aktivitätsunterschiede nachgewiesen werden. Es
erscheint, dass Enobosarm keinen messbaren Effekt auf die Glykolyse und Atmungskette in
unserem Modell unter den gegebenen Voraussetzungen hat.
In der Analyse des Serums fanden sich keine signifikanten Veränderungen von Magnesium,
Kalzium und der Kreatinkinase (CK). Der fehlende Anstieg der CK-Aktivität spricht gegen
einen durch Enobosarm induzierten Muskelzellschaden. Der Elektrolythaushalt im Serum blieb
ebenfalls unverändert.
Enobosarm zeigte insgesamt eine dosisabhängige anabole Wirkung auf die Skelettmuskulatur
und den Zellmetabolismus. Es kam zu einer verbesserten Blutversorgung der Muskulatur durch
eine zunehmende Kapillarisierung und einer Enzymaktivitätssteigerung (gezeigt an der Citrat-
Synthase). Tendenziell lässt sich ebenfalls eine Größenzunahme der Muskelfasern erkennen.
Bei länger andauernder Therapie wären noch größere Effekte zu erwarten. Diese Effekte
könnten durch die Analyse weiterer Faktoren, wie der vaskulären endothelialen
Wachstumsfaktoren sowie einer Gelelektrophorese der Isoformen der Myosinschwerketten im
Skelettmuskel und einer Analytik der Androgenrezeptoren im Uterus, weiter untersucht
werden. Dieses könnte Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten mit Enobosarm sein. Fraglich
stellt sich die perspektivische Zulassung von Enobosarm für die Indikation der Sarkopenie,
Osteoporose und einer komorbiden Sarko-Osteoporose, da das Bestreben der Firma GTx Inc.®
bezüglich einer Zulassung bei Sarkopenie verworfen und auf andere Erkrankungen, wie u. a.
die Tumorassoziierte-Kachexie bei onkologischen Patienten verlagert wurde. Diese Patienten
leiden häufig nicht nur an Sarkopenie, sondern auch an einer Osteoporose. Unsere Studie
bezieht sich jedoch auf die präventive Wirkung bezüglich einer Sarkopenie, am
Modellorganismus der für postmenopausale Bedingungen. Bei ggf. folgenden Studien sollte
dieser Aspekt bedacht werden, auch mit dem Hintergrund weiterer noch unbekannter
Nebenwirkungen an anderen Organen, wie z. B. dem Herzen, dem Uterus und der Leber. | de |
| dc.description.abstracteng | Sarcopenia is a often underdiagnosed disease that is usually accomplished osteoporosis. We
examined the effect of the selective androgen receptor modulator (SARM) Enobosarm on the
skeletal muscles, using the ovariectomized rat as a model for postemonopausal conditions.
Three-month-old Sprague Dawley rats where divided into five groups. Four groups were
ovariectomized. In three of the ovariectomized groups (SARM 1(n=11), 2(n=10), und 3(n=11)),
Enobosarm was applied at following doses 0.04 mg / kg / KG, 0.4 mg / kg / KG and 4.0 mg /
kg / KG. The fourth ovariectomized group (OVX) served as a sick control group, whereas the
non-ovariectomized group five (Non OVX) as a healthy control group. Eight weeks after
ovariectomy, groups SARM 1 to 3 received therapy with Enobosarm mixed with soy free feed
for five weeks. After five weeks of treatment, the M. Gastrocnemius, M. Soleus, part of the M.
Longissimus and the Uteri were removed and the weights were determined. Blood was sampled
for the analysis of creatine kinase, magnesium and calcium concentrations. Thin 12 μm sections
of the muscles were made with a cryotome for hystological examinations. The ratio of
capillaries to muscle fibers, the ratio of muscle fiber types and muscle fiber sizes were also
determined. In addition, the enzyme activities of citrate synthase, lactate dehydrogenase and
complex-1 were analyzed in the skeletal muscles.
The uteri of the OVX and SARM 1 groups were significantly lighter compared to non OVX.
That can be explained by the reduced estrogen level after ovariectomy. The uteri of the SARM
2 and SARM 3 groups showed a significant weight gain compared to OVX and SARM 1, but
did not reach the weight of the healthy Non OVX group. This indicates a dose-dependent effect
of Enobosarm on the uterus via the androgen receptors present there. This raises to the question
about long-term influence and development in the worst case, hormone-stimulated malignant
in the uterus.
In Gastrocnemius and Longissimus muscles, there was increasing capillarization during
therapy. This effect enhanced with increasing drug dosage. An increasing angiogenesis during
therapy with SARM can be explained by a comparable effect of testosterone.
There were no significant changes in the ratio of type 1 to type 2 muscle fibers when treated
with Enobosarm. Similarly, it was previously reported after therapy with testosterone.
Regarding the muscle fiber areas and - diameter, the evaluations showed a tendency to increase
the size of the glycolytic cells. An increase in muscle strength and lean body mass during
therapy with SARMs has been reported previously. A five-week therapy, as in our experiment,
apparently is not sufficient to have a significant effect on the muscle fiber size.
The activity of citrate synthase was significantly increased in M. Longissimus in SARM 3 group
compared to the Non OVX group. In other muscles, a tendency to increased activity of CS was
shown in the therapy groups SARM 2 and SARM 3. This points out a dose-dependent effect,
as already shown in the uterus, and indicates an activity-increasing effect of Enobosarm on
muscle cell metabolism. With regard to lactate dehydrogenase and complex-1 activities, no
significant differences could be revealed. It appears that Enobosarm has no measurable effect
on the glycolysis and respiratory chain in our model under the given conditions.
No significant changes in magnesium, calcium and creatine kinase (CK) were found in serum.
The lack of an increase in CK activity speaks against muscle cell damage induced by
Enobosarm. The electrolyte balance also remained unchanged in serum.
Enobosarm showed an overall dose-dependent anabolic effect on skeletal muscles and cell
metabolism. There was an improved blood supply to the muscles through increasing
capillarization and an increase in enzyme activity (shown on the citrate synthase). There is also
a tendency to see an increase in size of the muscle fibers. With a long-term therapy, a stronger
effect could be suggested. These processes could be further analyzed by investigating other
factors, such as the expression of vascular endothelial growth factor, gel electrophoresis of
myosin heavy-chain isoforms in skeletal muscle and analysis of androgen receptors in uterus.
This could be a subject of further research on Enobosarm.
The perspective for the approval of Enobosarm for the indication of sarcopenia, osteoporosis
and comorbid sarco-osteoporosis is questionable since the efforts by GTx Inc.® regarding
approval for sarcopenia have been rejected and shifted to other diseases such as tumorassociated
cachexia in oncological patients. These patients suffer often not only from
sarcopenia, but also from osteoporosis. However, our study was focused on the preventive
effect with regard to sarcopenia in the rat model for postmenopausal conditions. In the
following studies this should be taken into account, if necessary, also other unknown side
effects on the organs, such as heart, uterus and liver could be investigated. | de |
| dc.contributor.coReferee | von Haehling, Stephan Prof. Dr. Dr. | |
| dc.contributor.thirdReferee | Oppermann, Martin Prof. Dr. | |
| dc.subject.ger | SARM SARMs Enobosarm Ostarine Osteoporose Sarkopenie | de |
| dc.subject.eng | SARM SARMs Enobosarm Ostarine Osteoporosis Sarcopenia | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-1332-D-8 | |
| dc.affiliation.institute | Medizinische Fakultät | de |
| dc.subject.gokfull | Medizin (PPN619874732) | de |
| dc.subject.gokfull | Unfallchirurgie (PPN619876018) | de |
| dc.description.embargoed | 2020-03-10 | |
| dc.identifier.ppn | 1690889527 | |