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The role of osteoclasts in osteoarthritis - tissue-dependent phenotypes and inhibition
Heiko Müller
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Ernst Müllner
DOI
10.25365/thesis.37874
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30403.69791.511561-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Osteoarthritis betrifft das gesamte Gelenk. Kürzlich wurden Veränderungen im gelenknahen Knochen als krankheitsbeschleunigender Faktor diskutiert, was eine Rolle für Osteoklasten nahelegt. In meiner Arbeit wollte ich dies untersuchen indem ich versuchte die folgenden Fragen zu klären:
1. Wie beeinflussen Knorpelgewebe des Gelenks den Phänotyp von Osteoklasten?
2. Kann das Lachs-Calcitonin (sCT) Analogon KBP osteoklastischen Knochenabbau effektiver verhindern als sein natürliches Vorbild?
3. Wie wirkt sich das Unterbinden osteoklastischen Knochenabbaus in einem Osteoarthritis Mausmodell auf die Struktur von subchondralem Knochen und Gelenkknorpel aus?
Zur Klärung dieser Fragen untersuchte ich das Resorptionsverhalten von Osteoklasten die auf verschiedenen Gelenkgeweben kultiviert und inhibiert wurden. Darüber hinaus untersuchte ich Knorpelabbau in Kniegelenken osteoarthritischer Mäuse denen die Fähigkeit zur Knochenresorption fehlt.
Ich fand heraus, dass der Phänotyp von Osteoklasten gewebeabhängig ist und Knorpelabbau auf Matrixmetalloproteinasen (MMPs) beruht. Darüber hinaus stellte ich fest, dass KBP Knochenresorption gleichermaßen wirksam inhibiert wie sCT. Das Mausmodell zeigte Knorpelverlust, doch aus Zeitmangel konnte ich es nicht eingehender untersuchen.
Zusammenfassend fand ich Hinweise darauf, dass Osteoklasten eine Rolle auf Knorpelgewebe spielen. Sie könnten daher an den strukturellen Veränderungen des subchondralen Knochens in Osteoarthritis beteiligt sein. MMPs könnten Ziele zukünftiger Medikamente darstellen. Welche MMP beteiligt ist, muss in nachfolgenden Studien geklärt werden. Obwohl KBP Knochenabbau nicht wirksamer hemmt als sCT, sind Folgestudien nötig um zu klären ob sich dies auch in anderen Systemen wiederspiegelt. Die bereits bekannten knorpelbegünstigenden Effekte von sCT müssten ebenfalls noch für KBP bestätigt werden.
Abstract
(Englisch)
Osteoarthritis affects the whole joint. Recently, alterations of the periarticular bone were discussed as a disease-promoting factor, suggesting a role for osteoclasts. In my thesis, I wanted to investigate this by answering the following questions:
1. How do cartilaginous joint tissues affect osteoclast phenotypes?
2. Can the salmon calcitonin (sCT) analog KBP inhibit osteoclastic bone resorption better than its natural equivalent?
3. How does impaired bone resorption affect subchondral bone and articular cartilage structures in a mouse model of osteoarthritis?
To answer these questions, I studied the resorptive behaviour of osteoclasts cultured on different joint tissues upon different function-inhibiting conditions in vitro. Further, I examined cartilage degradation in knee joints of osteoarthritic mice lacking the ability to resorb bone.
I found that ostoclast phenotypes are tissue-dependent and cartilage degradation appears to be matrix metalloproteinase (MMP)-mediated. Further, KBP inhibited bone resorption with similar efficacy as sCT. Cartilage-loss was found in the mouse model, but a lack of time prevented a comprehensive examination.
Concluding, my experiments indicate a role for osteoclasts on cartilaginous matrices. In osteoarthritis they might, thus, promote the structural changes of the subchondral bone. MMPs could provide a possible target for pharmaceutical interventions, but the the exact MMP remains to be determined. Although KBP could not outperform sCT in the inhibition of bone resorption, further studies are needed to determine whether this holds true in other systems. Moreover, previously demonstrated benefits of sCT for cartilage remain to be investigated for KBP.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
osteoarthritis osteoclast cartilage bone resorption calcitonin cathepsin matrix metalloproteinase calcified cartilage
Schlagwörter
(Deutsch)
Osteoarthritis Osteoklast Knorpel Knochenresorption Calcitonin Cathepsin Matrixmetalloproteinase calcifizierter Knorpel
Autor*innen
Heiko Müller
Haupttitel (Englisch)
The role of osteoclasts in osteoarthritis - tissue-dependent phenotypes and inhibition
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle von Osteoklasten in Osteoarthritis: Gewebeabhängige Phänotypen und Inhibition
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
IV, 56 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ernst Müllner
Klassifikationen
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie ,
44 Medizin > 44.83 Rheumatologie, Orthopädie
AC Nummer
AC12398675
Utheses ID
33577
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |