Die Rolle anti-angiogener Faktoren für Regeneration und Homöostase des Gelenkknorpels

• Applicant: Professor Dr. Kolja Gelse
• Subject Area: Orthopaedics, Traumatology, Reconstructive Surgery
• Term: from 2008 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 108072574

Die Generierung von belastbarem hyalinen Reparaturknorpel stellt bei der Behandlung von Gelenkknorpelschäden immer noch eine ungelöstes Problem dar. Zumeist wird insbesondere in den oberflächlichen Schichten des Regeneratgewebes minderwertiger Faserknorpel gebildet, der durch eine insuffiziente chondrogene Differenzierung der Reparaturzellen gekennzeichnet ist. In tieferen hypoxischen Schichten bildet sich zwar oftmals hyaliner Reparaturknorpel aus, jedoch kommt es gerade nach Einsatz zusätzlicher chondrogener Stimuli häufig zu einer Invasion von vaskularisiertem subchondralen Knochengewebe. Gesunder Gelenkknorpel ist physiologischerweise reich an anti-angiogenen Faktoren, was einerseits den heterotopen Ossifikationsprozess hemmt und andererseits infolge der Avaskularität ein hypoxisches Milieu in diesem Gewebe aufrechterhält. Es ist bekannt, dass eine niedrige Sauerstoffspannung die chondrozytäre Differenzierung unterstützt. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass die Qualität von Knorpelreparaturgewebe eng mit der Aktivität des Transkriptionsfaktors Hypoxia-inducible Factor-1α (HIF-1α) korreliert. In diesem Vorhaben sollen die Effekte der anti-angiogen wirkenden Proteine, Chondromodulin-I (ChM-I) und Thrombospondin-1 (TSP-1), auf die chondrozytäre Differenzierung untersucht werden. Die hierbei relevanten molekularen und zellulären Mechanismen sollen nicht nur in vitro in verschiedenen Bioassays genauer analysiert werden, sondern auch in vivo durch Applikation von rekombinanten ChM-I und TSP-1 sowie durch deren Gentransfer im Rahmen von knochenmarkstimulierenden Knorpelreparaturverfahren in Minischweinen. Das Ziel besteht in der Generierung eines avaskulären, hyalinen und langfristig stabilen Knorpelreparaturgewebes.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Friedrich Hennig; Professor Dr. Bernd Swoboda