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Fragestellung: Die Signaltransduktion bei Chondrozyten ist bislang nur teilweise bekannt. Von besonderem Interesse sind hierbei Ionenkanäle als membran-gebundene Proteine zur Regulation der intrazellulären Ionenkonzentration. Eine große Gruppe von Ionenkanälen stellt die TRP (Transient Receptor Potential)-Familie dar, die bereits in vielen humanen Zellsystemen gefunden werden konnte. Ziel der Studie war es, die Expression verschiedener TRP Ionenkanäle bei frisch isolierten humanen osteoarthrotischen Chondrozyten sowie Passage 2 Chondrozyten nachzuweisen und mit dem zellulären Dedifferenzierungsgrad zu vergleichen.

Methodik: Humanes Knorpelgewebe wurde von Patienten (N=10) gewonnen, die sich bei fortgeschrittener Gonarthrose einem totalendoprothetischen Ersatz unterzogen. Das mechanisch zerkleinerte Gewebe wurde einem enzymatischen Verdau ausgesetzt; die dabei gewonnenen Zellen gezählt und teils sofort weiter untersucht (P0) oder teils unter standardisierten Bedingungen kultiviert und passagiert (P2). Die Genexpression von insgesamt 12 Ionenkanälen der TRP Familie wurde mittels konventioneller und quantitativer PCR (RT-PCR) untersucht. Zusätzlich wurden die TRP-Kanäle auf Protein-Ebene mittels Immunfluoreszenz und FACS (fluorescence activated cell sorting) Analyse untersucht. Das Monitoring der zellulären Differenzierung erfolgte durch Messung der Genexpression von Kollagen Typ-II (Col-II), Kollagen Typ-I (Col-I) und Aggrecan.

Ergebnisse: In der konventionellen PCR konnten wir 8 der 12 untersuchten Kanäle detektieren. Mit Hilfe der RT-PCR konnten 6 Kanäle sowohl bei P0 also auch bei P2 Chondrozyten quantifiziert werden. Für TRPC1 fanden sich zwischen P0 und P2 keine Unterschiede. TRPC3 und TRPC 6 zeigten einen deutlichen Anstieg der Genexpression bei Passage 2 Chondrozyten (um das 3,6fache bzw. 7,4fache), während bei TRPM5, TRPM7 und TRPV1 die Genexpression bei frisch präparierten Zellen erhöht war. Die mittels Immunfluoreszenz und FACS Analyse gewonnenen Daten konnten die PCR Daten bestätigen. Die Expression von Col-II und Aggrecan lag erwartungsgemäß bei P0 über der von P2 Chondrozyten, während die Col-I Expression im Laufe der Kultivierung zunahm.

Schlussfolgerungen: In dieser Studie wurden verschiedene TRP-Ionenkanäle bei Chondrozyten nachgewiesen. In Abhängigkeit der zellulären Differenzierung können diese Kanäle unterschiedlich exprimiert werden. Weitere Untersuchungen konzentrieren sich (durch selektive Blockade einzelner Kanäle) auf die Untersuchung eines möglichen kausalen Zusammenhangs zwischen TRP Ionenkanälen und zellulärer Dedifferenzierung.