Eigenschaften chondrogener Progenitorzellen mit RAB5C-Knockout
Characteristics of chondrogenic progenitor cells after knockout of RAB5C
by Florian Lowen
Date of Examination:2024-07-03
Date of issue:2024-07-03
Advisor:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Referee:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Referee:Prof. Dr. Thomas Meyer
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10572
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Abstract
English
Osteoarthritis is one of the most prominent civilization diseases due to its wide prevalence. Current therapies mainly focus on various symptomatic and rehabilitative approaches, as causal therapies are still lacking. During the progression of the disease, the body's repair mechanisms lead to fibrosis of the cartilage tissue instead of restoration. The mechanisms and control processes of chondrogenesis have been under intense research for several years, with RUNX2 and SOX9 identified as crucial expression factors. These factors are regulated by various elements, including the small GTPase RAB5C. Extensive investigations were conducted in this study to examine the effects of a RAB5C knockout on CPCs and indirectly explore the role of RAB5C in osteochondrogenesis. It was demonstrated that the knockout leads to significant changes in protein expression, with the relative protein level of Collagen Type 2 increasing substantially. Concurrently, the expression level of SOX9 rises in line with the Collagen Type 2 increase, while the relative protein expression of RUNX2 decreases. These changes suggest that RAB5C plays a key role in the chondrogenic differentiation of CPCs and is a promising candidate for future drug therapies. Additionally, it was found that the RAB5C knockout does not cause significant alterations in fundamental cell properties, such as growth rate and expression of stem cell markers.
Keywords: osteoarthritis; chondrogenic progenitor cell; RUNX2; SOX9; RAB5C; chondrogenic differentiation
German
Osteoarthrose ist in Betrachtung ihrer weiten Verbreitung eine der prominentesten Zivilisationskrankheiten. Bisherige Therapien beschränken sich im Wesentlichen auf eine Vielzahl symptomatischer und rehabilitativer Ansätze. Kausale Therapien bestehen bis zum heutigen Tage nicht. Im Krankheitsverlauf führen körpereigene Reparaturmechanismen statt zu einer Wiederherstellung des Knorpelgewebes zu einer Fibrosierung desselben. Seit mehreren Jahren sind die Mechanismen und Steuerungsprozesse der Chondrogenese Gegenstand intensiver Forschung. RUNX2 und SOX9 haben sich hierbei als zwei entscheidende Expressionsfaktoren herauskristallisiert. Sie selbst werden wiederum von verschiedenen Faktoren reguliert. Bei einem der Faktoren handelt es sich um die kleine GTPase RAB5C. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit fanden umfangreiche Untersuchungen statt, um die Auswirkungen eines RAB5C-Knockouts auf CPCs und damit indirekt die Rolle des RAB5C in der Osteochondrogenese selbst zu untersuchen. Hierdurch konnte gezeigt werden, dass durch den Knockout erhebliche Veränderungen der Proteinexpression eintreten. Das relative Proteinlevel des Kollagens Typ 2 steigt um ein Vielfaches. Gleichzeitig und in Konkordanz zum Anstieg des Kollagen Typ 2 steigt das Expressionslevel von SOX9 und sinkt die relative Proteinexpression von RUNX2. Diese Veränderungen sprechen dafür, dass es sich bei RAB5C um einen Schlüsselfaktor der chondrogenen Differenzierung von CPCs und damit um einen vielversprechenden Kandidaten für zukünftige medikamentöse Therapien handelt. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass durch den RAB5C-Knockout keine relevanten Änderungen der grundlegenden Zelleigenschaften, wie die der Wachstumsgeschwindigkeit und der Expression von Stammzellmarkern, eintreten.
Schlagwörter: Osteoarthrose; Chondrogene Progenitorzellen; RUNX2; SOX9; RAB5C; chondrogene Differentierung
