Die Rolle des TGF-β-Signalwegs in humanen Meniskusprogenitorzellen und im Meniskusgewebe

Abstract

In der vorliegenden Arbeit konnten erstmals der TGF-β-Signalweg und dessen Smad- Signalmoleküle innerhalb der MPCs nachgewiesen werden. Dieser Nachweis erfolgte sowohl auf zellulärer und Gewebeebene als auch auf Gen- und Proteinebene. Zusätzlich konnte auf Gen- und Proteinebene gezeigt werden, dass die Signalmoleküle Smad2, Smad3 und Smad4 in MPCs aus gering erkranktem Meniskusgewebe eine vermehrte Expression aufweisen im Vergleich zu den MPCs aus hochgradig erkranktem Meniskusgewebe. Diese Erkenntnis weist auf eine mögliche protektive Funktion des TGF- β-Signalwegs während degenerativer Prozesse im Meniskusgewebe hin. Um die Effekte des TGF-β-Signalwegs und dessen Smad-Signalmoleküle genauer zu verstehen und besser beschreiben zu können, wurde eine Überexpression der Smad-Signalmoleküle innerhalb von MPCs durchgeführt und die Auswirkungen dieser auf die Kollagen I- und Kollagen II-Synthese genauer beleuchtet. Infolgedessen konnte sowohl eine vermehrte Kollagen I-Synthese als auch eine vermehrte Kollagen II-Synthese festgestellt werden. Dies bestätigt die Annahme, dass dem TGF-β-Signalweg und dessen Smad-Signalmolekülen eine zentrale, protektive Funktion während der Meniskusdegeneration zukommt. Durch die vermehrte Synthese von Matrixkomponenten wird den Degenerationsprozessen innerhalb des Meniskusgewebes entgegengewirkt. Ein nicht degenerierter bzw. ein regenerierter Meniskus besitzt eine biomechanische Schutzfunktion für das Kniegelenk und wirkt somit einer Kniegelenkarthrose entgegen. In Zukunft könnte der TGF-β-Signalweg einen möglichen Ansatzpunkt für therapeutische Behandlungen bei Meniskusläsionen darstellen. Da Meniskusdefekte häufig direkt mit einer Osteoarthrose im Kniegelenk assoziiert sind, spielt die durch den TGF-β-Signalweg induzierte Regeneration von Meniskusgewebe auch in der Prävention der Osteoarthrose eine zentrale Rolle.