Nidogen-1 and Nidogen-2 in healthy human cartilage and in late-stage osteoarthritis cartilage

Abstract

Einleitung: Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Vorkommens und der Funktionen von Nidogen-1 und Nidogen-2 in gesundem humanem Knorpel und in den späten Stadien der Osteoarthritis. Methoden: Die Lokalisierung und Quantifizierung beider Nidogene im Knorpel, sowohl auf Protein als auch auf mRNA-Ebene, wurde mittels gesunden Spendern und osteoarthritischem Knorpel von Patienten durchgeführt. Dabei wurden sowohl die Methoden der Immunhistochemie, In situ Hybridisierung als auch die quantitative real-time RT-PCR angewandt. Zusätzlich wurden Adhäsions- und Inhibitionsassays, eine pre-embedding-Methode, FACS-Analysen und ultrastrukturelle Untersuchungen mti Integrinen durchgeführt. Ergebnisse: Humane Embryos zeigten eine starke Reaktion für beide Nidogene in kondensiertem Mesenchym und in Rippen-Anlagen. In gesundem Gelenkknorpel fand sich eine homogene Färbung für Nidogen-1 und eine strikt perizelluläre Reaktion für Nidogen-2. In osteoarthritischem Knorpel, nahm die Reaktion für Nidogen-1 in der perizellulären Matrix der erkrankten Chondrozyten ab, während Nidogen-2 eine vermehrte Reaktion aufwies. Jedoch waren beide Nidogen von elongierten Chondrozyten, vor allem im Bereich tiefer Fissuren, stärker expremiert. In vitro zeigten beide Nidogene funktionelle Eigenschaften als Adhäsionsproteine für Chondrozyten aus dem defekten Areal der Osteoarhritis. In vivo fanden sich sowohl Kolokalisationen mit Integrin alphav und beta1, als auch eine Internalisation von Nidogenen durch Chondrozyten. Schlussfolgerung: Nidogene sind involviert in der humanen Extremitätenentwicklung. Sie sind im gesunden Gelenkknorpel nachweisbar und zeigen eine vermehrte Expression in der Osteoarthritis, vor allem im Bereich der eleongierten Chondrozyten. Daher ist anzunehmen, dass Nidogene eine Rolle in der Regeneration des osteoarthritischen Knorpels spielen. Desweiteren weist der adhäsive Charakter speziell der osteoartritischen Chondrozyten, sowie die Verstärkten Chondrozyten-Nidogen-Interaktionen in der Osteoarthritis darauf hin, dass Nidogene eine Schlüsselrolle in der Pathogenese der Osteoarthritis spielen und als diagnotische Marker genutzt werden könnten.