Regulationsdynamik von Einzelzellen bei Arthrose im Kniegelenk

• Antragstellerin: Professorin Dr. Eleftheria Zeggini
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie ; Epidemiologie und Medizinische Biometrie/Statistik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497062616

Arthrose ist eine degenerative Gelenkerkrankung, die eine enorme Belastung für die öffentliche Gesundheit darstellt und keine heilenden Therapiemöglichkeiten hat. Dieses Projekt zielt darauf ab, durch die Identifizierung zelltypspezifischer Veränderungen während des Krankheitsverlaufs einen grundlegenden Wandel in unserem Verständnis der Mechanismen, die der Kniearthrose zugrunde liegen, zu bewirken. Wir werden sowohl Transkriptome als auch Epigenome einzelner Zellpopulationen über verschiedene Stadien der Knorpeldegeneration charakterisieren, wie sie durch das OARSI-Scoring-System definiert sind. Zellkerne werden aus primärem Knorpelgewebe von 20 Arthrose-Patienten, die sich einer Kniegelenkersatzoperation unterzogen haben, isoliert. Wir werden sowohl Einzelzell-RNA-Sequenzierung als auch Einzelzell-ATAC-Sequenzierung an der gleichen Zelle in insgesamt 600.000 Zellen über drei verschiedene OARSI-Grade durchführen. Wir werden Zelltypen über das gesamte Spektrum der Krankheitsprogression in einem noch nie dagewesenen Maßstab charakterisieren und zum ersten Mal das epigenetische Profil der Chondrozyten untersuchen. Wir werden die Aktivität von regulatorischen Elementen kartieren, indem wir einen Atlas der Einzelzell- Chromatin-Zugänglichkeit und Genexpressionen erstellen und genregulatorische Interaktionen untersuchen. Wir werden Veränderungen über das gesamte Spektrum von Schweregraden der Krankheit bewerten, um Krankheitstreiber zu identifizieren. Diese Arbeit wird neue Einblicke in die regulatorischen Mechanismen, die dieser beeinträchtigenden Krankheit zugrunde liegen, ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen