In der Knochenmatrix eingebettete Osteozyten und ihre regulatorische Funktion bei der Knochenhomöostase während der Rheumatoiden Arthritis

• Antragstellerin: Dr. Corinna Wehmeyer
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460055728

Osteozyten sind terminal differenzierte Osteoblasten, die in Hohlräumen tief in der kalzifizierten Knochenmatrix eingeschlossen sind. Diese Zellen sind über Dendriten stark miteinander verbunden und bilden ein dichtes Netzwerk im Knochen. Der Differenzierungsprozess von Osteoblasten zu Osteozyten ist ein dramatischer phänotypischer Wandel, von einer quaderförmigen zu einer kleinen, ruhenden Zelle mit zahlreichen langen, dendritischen Ausläufern. Das transmembrane Glykoprotein Podoplanin (PDPN, auch bekannt als gp38 und E11), wird von neu eingebetteten Osteozyten exprimiert und ist wichtig für die Verlängerung der Dendriten. Daher scheint PDPN für die Netzwerkbildung von besonderer Bedeutung zu sein. Während der Rheumatoiden Arthritis (RA) führt ein Ungleichgewicht in der Knochenhomöostase zu einem Verlust der Gelenkfunktion und dauerhafter Bewegungseinschränkung. Der Einfluss von Osteozyten und ihres Netzwerks auf den Knochenumbau bei entzündlicher Arthritis ist jedoch weitestgehend unbekannt. In Mausmodellen der RA konnte ich zeigen, dass PDPN in Osteozyten und ihren Dendriten stark exprimiert wird, besonders in Bereichen wo Knochenschäden auftreten. Daher teste ich in dieser Studie die Hypothese, dass Osteoblasten während der RA morphologische und transkriptionelle Veränderungen durchlaufen, um zu Osteozyten zu differenzieren und dabei ihr Netzwerk den Umgebungsbedingungen anpassen. Des Weiteren konnte ich in meinen Vorarbeiten zeigen, dass der Osteozyten-spezifische Verlust von PDPN zu einer verstärkten Knochenerosion im K/BxN-Serumtransfer Mausmodell der RA führt. PDPN scheint daher für die Differenzierung von Osteoblasten zu Osteozyten, für die Organisation des Netzwerks und für die Regulierung der Knochenhomöostase unter entzündlichen Bedingungen eine entscheidende Rolle zu spielen. In dieser Studie werde ich molekulare Mechanismen untersuchen, wie Osteoblasten zu Osteozyten differenzieren und wie Netzwerkveränderungen den Knochenumbau unter entzündlichen Bedingungen beeinflussen. Außerdem werde ich die Funktion von Osteozyten Populationen im kortikalem Knochen während der entzündlichen Arthritis untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studie werden zu einem besseren Verständnis von Osteozyten und deren Einfluss auf den Knochenumbau in der RA beitragen, was für die Entwicklung zukünftiger therapeutischer Strategien für die Knochenreparatur von entscheidender Bedeutung ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen