DFG - Die Bedeutung der extrazellulären Matrixproteine COMP und Kollagen IX bei der mechanischen Funktion von Gelenkknorpel und in der Pathogenese von Osteoarthrose

Die Osteoarthrose ist weltweit eine der häufigsten degenerativen Gelenkerkrankungen, die durch ein Ungleichgewicht von Synthese und Abbau der extrazellulären Matrix (ECM) gekennzeichnet ist. Die ECM des Gelenkknorpels besteht hauptsächlich aus dem Proteoglykan Aggrekan und Kollagenfibrillen aus Kollagen II und XI. Diese beiden Suprastrukturen werden durch zahlreiche nicht-kollagene Glykoproteine in einem molekularen Netzwerk organisiert, das die mechanischen Eigenschaften des Gewebes und damit seine Funktion bestimmt. In den letzten Jahren haben wir uns intensiv mit zwei Proteinen beschäftigt, die die beiden supramolekularen Strukturen miteinander verbinden, dem Glykoprotein Cartilage Oligomeric Matrix Protein (COMP) und dem Kollagen IX. Beide an der Oberfläche von Kollagenfibrillen lokalisierten Proteine spielen als Adaptermoleküle eine wichtige Rolle für die Integrität der ECM. Außerdem ist ihre Expression mechanosensitiv und sie regulieren die Bildung und den Durchmesser von Kollagenfibrillen. Dies deutet darauf hin, dass COMP und Kollagen IX eine wichtige Funktion bei der Mechanotransduktion und Integrität des Gelenkknorpel besitzen. Ziel dieses Projektes ist es, die Rolle der ECM Proteine Kollagen IX und COMP für die mechanische Funktion von Gelenkknorpel mit Hilfe von Maus- und Zellkulturmodellen zu charakterisieren. Es soll die Hypothese überprüft werden, dass beide Proteine bei der Pathogenese von Osteoarthrose durch mechanische Belastung beteiligt sind. Sowohl zellbiologische, als auch molekularbiologische Methoden sollen angewendet werden. Langfristig sollen neue Erkenntnisse über die biomechanische Funktion von Adaptermolekülen im Gelenkknorpel zum besseren Verständnis der Entstehung von Osteoarthrose beitragen und so neue Wege zur Behandlung dieser Erkrankung entwickelt werden.