Der immunhistochemische Nachweis von SMURF1 und SMURF2 im humanen osteoarthritischen Knorpel und Meniskus

Immunohistochemical detection of SMURF1 and SMURF2 in human osteoarthritic cartilage and meniscus

by Katharina Ruth Kröber
Doctoral thesis
Date of Examination:2018-11-05
Date of issue:2018-10-29
Advisor:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Referee:Prof. Dr Arndt Schilling
Referee:Prof. Dr. Rainer Mausberg
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-7095

 

 

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Abstract

English

Osteoarthritis (OA) is a degenerative joint disease whose pathogenesis is still not fully understood. The study of signaling pathways in cartilage tissue and meniscus tissue, such as the transforming growth factor beta (TGF-β), represents an important approach to research for understanding the pathomechanisms of OA. The proteins SMAD ubiquitination regulatory factor 1 (SMURF1) and SMURF2 are two regulators of the TGF-β signaling pathway. This study investigates human osteoarthritic cartilage and meniscus tissue of the knee joint with the help of immunohistochemistry on these two proteins. Prior to the immunohistochemical study, the tissue samples were histologically classified in order to identify possible differences in the immune reaction of preparations with various degrees of degeneration. For cartilage tissue, the Mankin scale was used as the basis for histopathological evaluation. As for the graduation of the meniscus tissue currently no established evaluation systems exists, the cuts were classified on the basis of an evaluation system, which includes the specific pathological degenerative changes in the meniscus. All examined cartilage and meniscus preparations showed a positive immunohistochemical result for SMURF1 and SMURF2. Between cartilage tissue and meniscus tissue of different degrees of degeneration, no significant differences in the detection of SMURF proteins were identified. However, some cartilage and meniscus sections showed a zonal differentiated staining. The present results indicate that SMURF1 and SMURF2 are detectable in human osteoarthritic cartilage and meniscus tissue, suggesting that SMURF proteins play an important role in the pathology of OA in the meniscus and cartilage tissue.
Keywords: SMURF1; SMURF2; Immunohistochemistry; osteoarthritis of the knee joint

German

Die Osteoarthrose (OA) ist eine degenerative Gelenkerkrankung, deren Pathogenese noch nicht vollständig verstanden ist. Die Untersuchung von Signalwegen im Knorpel- und Meniskusgewebe, wie dem transforming growth factor-beta (TGF-β)-Signalweg, stellt dabei einen bedeutenden Forschungsansatz für das Verständnis der Pathomechanismen der OA dar. Die Proteine SMAD ubiquitination regulatory factor 1 (SMURF1) und SMURF2 gelten als zwei wichtige Regulatoren des TGF-β-Signalweges. Im Rahmen dieser Arbeit wurde humanes osteoarthritisch erkranktes Knorpel- und Meniskusgewebe des Kniegelenkes mithilfe der Immunhistochemie auf diese Proteine untersucht. Die Gewebeproben wurden zuvor histologisch klassifiziert, um mögliche Differenzen in der Immunreaktion von Präparaten unterschiedlicher Degenerationsgrade feststellen zu können. Für das Knorpelgewebe diente die Mankin-Skala als Grundlage für die histopathologische Beurteilung. Da für die Graduierung des Meniskusgewebes zurzeit keine etablierten histologischen Bewertungssysteme existieren, wurden die Schnitte anhand eines Bewertungssystems eingeteilt, welches die spezifischen pathologisch-degenerativen Veränderungen der Menisken berücksichtigte. Alle untersuchten Knorpel- und Meniskuspräparate zeigten einen positiven immunhistochemischen Nachweis für SMURF1 und SMURF2. Zwischen Knorpel- und Meniskusgewebe unterschiedlicher Degenerationsgrade konnte kein signifikanter Unterschied in der immunhistochemischen Detektion der SMURF-Proteine beobachtet werden. Jedoch wiesen einige Knorpel- und Meniskusschnitte eine zonal differenzierte Anfärbung auf. Die dargestellten Ergebnisse rechtfertigen die Aussage, dass SMURF1 und SMURF2 auf Gewebeebene im humanen osteoarthritischen Knorpel und Meniskus immunhistochemisch nachzuweisen sind. Zusammenfassend lässt dies die Annahme zu, dass die SMURF-Proteine in der Pathologie der OA im Knorpel- wie auch im Meniskusgewebe eine wichtige Rolle spielen.
 
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