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Osteoarthritis (OA) ist eine der Hauptursachen für Behinderungen und verursacht gesellschaftliche Kosten bei älteren Erwachsenen. Es handelt sich um eine Erkrankung des gesamten Gelenks, bei der alle Komponenten des Gelenks betroffen sind, wobei es zu strukturellen Veränderungen im Gelenkknorpel und zusätzlichen Anomalien insbesondere im subchondralen Knochen, den Bändern, der Kapsel, der Synovia und dem Gelenk kommt. Während der Entwicklung der Arthrose-Pathologie kommt es zu deutlichen Veränderungen in der Zusammensetzung, den funktionellen Eigenschaften und den Strukturen dieser Gewebe. Obwohl pathologische Prozesse selektiv auf ein einzelnes Gelenkgewebe abzielen können, sind letztlich alle Komponenten der osteochondralen Einheit aufgrund ihrer engen Verbindung betroffen, so dass die biologische und physikalische Wechselwirkung zwischen ihnen von großer Bedeutung ist. Studien am Menschen und an Tiermodellen haben gezeigt, dass die OA mit einer chronischen systemischen und lokalen Entzündung geringen Ausmaßes einhergeht. Zu den Entzündungsmediatoren gehören Schlüsselkomponenten des angeborenen Immunsystems (Komplementsystem, Makrophagen und Mastzellen) und Entzündungsmediatoren wie Zytokine, Adipokine, Prostaglandine und Neuropeptide.

An der HM wir das Teilprojekt "Integrine in der Osteoarthrose und der Knorpelreparatur " erforscht:

β1 Integrine sind essenzielle Rezeptoren für die Wechselwirkung von Chondrozyten mit der extrazellulären Matrix. Sie steuern den strukturellen Aufbau und die biomechanischen Eigenschaften, die zur Aufrechterhaltung der normalen Gewebefunktion von Knorpel erforderlich sind. Wir konnten die Funktion von β1 Integrinen bei der Mechanotransduktion von Chondrozyten und der Entstehung von Arthrose zum Teil aufklären und zeigen, dass das Kollagen-bindende Integrin α10β1 an der Knorpel-Morphogenese beteiligt ist und für die Chondrogenese von MSCs benötigt wird. In dem hier beantragten Projekt soll der Einfluss von Kollagen-bindenden Integrinen auf die Funktion von artikulärem Knorpel, sowie die Mechanotransduktion und Adhäsion von Chondrozyten mit Hilfen von genetischen, molekularen, bildgebenden und biomechanischen Methoden genauer untersucht werden. Unsere wichtigsten Ziele sind die Aufschlüsselung der Beiträge der unterschiedlichen Kollagen-bindenden Integrine zur Entstehung von Arthrose und der Effekt der Stimulierung von β1 Integrinen mit Cytokinen und mechanischen Stimuli. Dazu werden wir Mausmodelle verwenden, in denen speziell in den Chondrozyten β1 Integrine, sowie in verschiedenen Kombinationen die Kollagen-bindenden Hetero-Dimere α1β1, α2β1 und α10β1 fehlen. Darüber hinaus beabsichtigen wir den Effekt einer Überexpression von α10 Integrin (Itga10) auf das chondrogene Potential von MSCs sowie induzierten pluripotenten Stammzellen (IPSCs) genauer zu untersuchen.

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Zuwendungsgeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft