Die S1P induzierte Signalkaskade in Chondrozyten

Die Arthrose, eine schmerzhafte degenerative Gelenkserkrankung, ist eine der häufigsten Erkrankungen des alternden Menschen. Ein wesentlicher Faktor in der Entstehung dieser Erkrankung ist der Verlust von Knorpelsubstanz. Es ist bekannt, daß das Zytokin Interleukin-1 (IL-1) durch Hemmung der Knorpelsubstanz- Synthese und Anregung der Ausschüttung von katabolen Enzymen zum Verlust von Knorpelsubstanz beiträgt. In einer früheren Arbeit gelang es uns zu zeigen, daß dieser Knorpelsubstanzverlust durch Sphingosin-1-Phosphat (S1P), ein in der Gelenksflüßigkeit vorkommendes Sphingolipid, gehemmt werden kann. Dieser Effekt entsteht durch eine noch ungeklärte Interaktion zwischen S1P und IL-1, welche zu einer Transkriptionshemmung der katabolen Enzyme nitric oxide synthase (iNOS), matrixmetalloprotease-13 (MMP-13) und aggrecanase-1 (ADAMTS-4) führt. Ziel des vorliegenden Projektes ist es die intrazelluläre Signalkaskade zu erforschen, über die S1P die Transkription dieser katabolen Enzyme zu hemmen vermag. Aufgrund vorläufiger experimenteller Erkenntnise und Angaben aus der Fachliteratur entwickelten wir die Hypothese, daß S1P diese Effekte über das Signalmolekül PTEN (phospatase and tensin homolog deleted on chromosome 10) ausüben könnte. PTEN ist als Tumorsupressor bekannt, wurde jedoch noch nie im Zusammenhang mit der Arthroseentstehung beschrieben. Um unsere Hypothese zu überprüfen, soll die PTEN-Aktivierung in primären humanen Chondrozyten durch S1P untersucht werden. Weiters soll die PTEN Aktivität nach siRNA knock-down der S1P-Rezeptor Subtypen getestet werden. Um unsere Hypothese weiter zu verfolgen, soll der Effekt von S1P auf iNOS, MMP-13 und ADAMTS-4 in Abwesenheit von PTEN (siRNA knock-down) untersucht werden und die Rolle des Transkriptionsfaktors nuclear factor beta mittels electromobility shift geklärt werden. Die Ergebnise dieses Projekts werden einen bisher unbekannten Signalweg in Chondrocyten charakterisieren und dadurch unser Wissen über die Entstehung der Arthrose erweitern und Ansatzpunkte für neue Therapiekonzepte aufzeigen.

Die Arthrose, eine schmerzhafte degenerative Gelenkserkrankung, ist eine der häufigsten Erkrankungen des alternden Menschen. Ein wesentlicher Faktor in der Entstehung dieser Erkrankung ist der Verlust von Knorpelsubstanz. Es ist bekannt, daß der Botenstoff Interleukin-1 (IL-1) durch Hemmung der Knorpelsubstanz- Synthese und Anregung der Ausschüttung von Knorpel-zersetzenden Enzymen wesentlich zum Verlust von Knorpelsubstanz beiträgt. In einer früheren Arbeit gelang es uns zu zeigen, daß dieser Knorpelsubstanzverlust durch Sphingosin-1-Phosphat (S1P), ein in der Gelenksflüssigkeit vorkommendes Lipidmolekül, gehemmt werden kann. Dieser Effekt entsteht durch eine noch ungeklärte Interaktion zwischen S1P und IL-1, welche zu einer Hemmung der katabolen Enzyme Nitric Oxide Synthase (iNOS), Matrixmetalloprotease-13 (MMP-13) und Aggrecanase-1 (ADAMTS-4) führt. Ziel des vorliegenden Projektes war es zu erforschen, auf welche Weise S1P diese katabolen Enzyme hemmt. Wir zeigen welcher Subtyp von S1P Rezeptor bei dieser hemmenden Wirkung funktionell ist, und dass die Hemmung der S1P Rezeptoren durch das, bei Multipler Sklerose verwendete Medikament Fingolimod zu einer Vermehrung des Knorpelschadens führen kann. Weiters fanden wir, dass das zelluläre Signalmolekül p38 eine zentrale Rolle in der Wechselwirkung zwischen S1P und IL-1 spielt. Die Ergebnise dieses Projekts charakterisieren einen bisher unbekannten Signalweg in Knorpelzellen und erweitern dadurch unser Wissen über die Entstehung der Arthrose. Weiters wurden Ansatzpunkte für neue Therapiekonzepte aufgezeigt und die mögliche Knorpel-schädigende Wirkung bestehender Medikamente erforscht.