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Fragestellung: Die Osteoarthrose (OA) stellt mit über 40% die größte Gruppe der Erkrankungen des muskuloskelettalen Systems dar. Entgegen der ursprünglichen Annahme einer reinen Verschleißerkrankung (wear&tear), wird den zellulären Pathomechanismen in dem Prozess der Gelenkdestruktion eine zunehmende Bedeutung beigemessen. Wir konnten bereits zeigen, dass bei der OA eine Infiltration pro-inflammatorischer CD4+ T-Zellen in der Synovialmembran (SM) vorliegt. Ziel dieser Studie war es, den Zusammenhang zwischen dieser T-Zell-Infiltration und der enzymatischen Knorpeldegeneration zu untersuchen.

Methodik: SM, Gelenkknorpel (GK), und peripheres Blut (PB) wurden von insgesamt 21 Patienten (17w, 4m; Alter: 69.1 ± 11 Jahre) mit fortgeschrittener Gonarthrose (Kellgren-Lawrence Stadium III-IV) entnommen. Die Mononukleären Zellen (MNC) wurden durch enzymatischen Verdau isoliert und durchflusszytometrisch analysiert. In Depletions-Assays (Depletion von Makrophagen, T-Zellen und MNC) wurden die Konzentrationen von Matrix-Metalloproteasen (MMP-1/3/9/13) und Aggrekanasen (ADAMTS-4/5/7) in Überständen von Zellkulturen der Synovialmembran mittels ELISA bestimmt.

Des Weiteren wurden Chondrozyten aus dem Tibeaplateau von OA Patienten isoliert und in Mono- und Co-Kulturen mit autologen regulatorischen T-Zellen (Treg) und Effektor-T-Zellen (Teff) kultiviert. Aus den Überständen wurden o.g. MMP und ADAMTS-Konzentrationen mittels ELISA bestimmt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die durchflusszytometrische Analyse der SM ergab, dass die MNC im Mittel 9,63 ± 5,85% der Synovialzellen ausmachen, wobei die Makrophagen mit 5,74 ± 3,65% die größte Population darstellen, gefolgt von CD4+ T-Zellen mit 1,28 ± 0,28%. In den Kulturen aus nativer SM zeigte sich eine hochsignifikante Mehrproduktion von MMP-3, vergleichen mit ADAMTS-5, MMP-9 und MMP-1 (p<0.01). In den Depletions-Assays zeigte sich nach T-Zell-Depletion für MMP-1/3/9 und ADAMTS-5 eine signifikante Produktionssteigerung i. vgl. zur Makrophagen-Depletion, mit dem größten prozentualen Anstieg für MMP-9 (p<0.05). MMP-13 und ADAMTS-4/7 waren nur in sehr geringen Konzentrationen nachweisbar.

Bei der Chondrozyten/Teff-Co-Kultur konnten für MMP-1/MMP-9 und ADAMTS-5 signifikant höhere Enzymkonzentrationen nachgewiesen werden als in der Chondrozyten-Monokultur und der Chondrozyten/Treg-Co-Kultur (p<0.05).

Die Konzentration von MMP und ADAMTS Enzymen, welche zur enzymatischen Knorpeldegeneration bei OA beitragen, wird durch MNC beeinflusst. Insbesondere die inflammatorischen T-Zellen scheinen hierbei eine relevante Rolle in der Regulation dieser Enzyme einzunehmen. Co-Kulturen von Treg und Chondrozyten wiesen im Vergleich zu T-Effektor-Co-Kulturen signifikant niedrigere Konzentrationen von MMP-1/9 und ADAMTS-5 auf. Unsere Daten unterstreichen die Relevanz einer inflammatorischen MNC-Infiltration im Prozess der Knorpeldegeneration. Die Untersuchung dieser inflammatorischen Prozesse birgt ein großes Potenzial zur Entwicklung neuer Therapiestrategien.