Kommunikation von Chondozyten und Endothelzellen in Kultur: Rolle von humoralen Faktoren und Beziehung zur Gelenkdestruktion bei degenerativen Prozessen

Teilprojektleiter: Prof. Dr. P. Bruckner
Fachgebiet: Biochemie

Die Skelettentwicklung verläuft zum großen Teil durch enchondrale Ossifikation, bei welcher ein knorpeliges Modell durch Knochen ersetzt wird. Dabei durchlaufen Knorpelzellen (Chondrozyten) eine Kaskade von Differenzierungsschritten zum reifen Stadium, das in permanentem, z.B. dem normalen Gelenksknorpel weitgehend ausbleibt. Ein notwendiger Schritt vor der Resorption des hypertrophen Knorpels ist dessen Vaskularisierung. Die parakrine Kommunikation zwischen Endothel und Knorpel ist der Gegenstand dieses Projektes. In frühen Reifungsstadien ist Knorpel gegen Gefäßinvasion auffällig resistent, während hypertrophierter Knorpel durch Ausscheidung angiogener Proteine seine eigene Vaskularisierung fördert. Gefäßendothelzellen können mehrere bereits identifizierte, angiogene resp. antiangiogene Chondrozytensignale empfangen. Dagegen wurden Endothel-Faktoren an die Adresse des Knorpels erst kürzlich von uns nachgewiesen. Zu diesem Zweck entwickelten wir ein serumfreies Kokultursystem von Endothel- und Knorpelzellen. Endothelien sekretieren wahrscheinlich basolateral mehrere Proteinasen, welche die Chondrozytenreifung deblockieren und die jetzt zu identifizieren sind. Außerdem soll der Wirkungsmechanismus der Proteasen aufgeklärt werden (z.B. Wirkung als Proteinase-Kaskade). Ferner interessieren wir uns für Chondrozytenoberflächenproteine, die als Substrate in Frage kommen und die an der Barriere gegen die Spätdifferenzierung beteiligt sind. Als neue Therapiestrategie bei degenerativen Gelenkserkrankungen kommt die gezielte Inhibition der Proteasen in Frage.

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. P. Bruckner (Teilprojektleiter)

Veröffentlichungen:

Bittner, K., P. Vischer, P. Bartholmes, P. Bruckner: Role of the subchondral vascular system in endochondral ossification: Endothelial cells specifically derepress late differentiation in resting chondrocytes in vitro. Exp Cell Res 238: 491-497 (1998).

Bruckner-Tuderman, L., P. Bruckner: Genetic diseases of the extracellular matrix: More than just connective tissue disorder. J Mol Med 76: 226-237 (1998).