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Fragestellung: Das Proteoglykan Syndecan-4 wird von vielen muskuloskelettalen Zellen exprimiert und verknüpft diese mit der Extrazellulären Matrix (EZM). Es ist aber auch an vielen zellulären Prozessen beteiligt, wie z.B. der Regulation der Genexpression über Rezeptortätigkeit. Vorversuche zeigen, dass der Syndecan-4 Knockout zu einer Herabregulierung der Aktivität von Lysyloxidase, einem Enzym für die Quervernetzung von Kollagen, führt. Kollagen Typ 1 macht mit bis zu 90% den Großteil der EZM der Sehne aus und hat wichtige Bedeutung für die Stabilität und Energiespeicherkapazität der Sehne. Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der Frage, welche Auswirkung Syndecan-4 Defizienz auf die Organisation des Kollagenverbands innerhalb von Sehnen hat und wie die funktionellen Eigenschaften der Sehnen davon beeinflusst werden.

Methodik: Für die Versuche wurden jeweils Achillessehnen von 10 Wildtyp und Syndecan-4-defizienten 12 Wochen alten Mäusen präpariert. Die rechte Seite wurde für biomechanische Teste mit der LM-1-Elektropulse Testmaschine (Electroforce) verwendet. Das Präparat wurde in eine Klemmung eingespannt, indem der Calcaneus und das proximale Sehnenende fixiert wurden. Für die Testung wurde die Sehne mit unterschiedlich starken Auslenkungen und Frequenzen belastet. Es konnte das dynamische E-Modul als Quotient aus Spannung [N] und Auslenkung [mm²] bestimmt werden. Ein Abrisstest am Ende testete das statische E-Modul (Steigung der Spannungskurve) und die maximale Belastbarkeit der Sehne. Zur Untersuchung der Organisation des Kollagens wurden Aufnahmen verschiedener histochemischer Kollagenfärbungen, Polarisationsmikroskopie und Elektronenmikroskopie durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die biomechanischen Testungen ergaben für jeden erhobenen Parameter signifikant höhere Werte bei der Syndecan-4 Knockout-Sehne. In den immunhistochemischen Untersuchungen zeigte sich eine erhöhte Menge an gefärbtem Kollagen in der Knockout-Sehne. Zusätzlich deutete die Polarisationsmikroskopie auf eine ungeordnetere Struktur der Kollagenfasern hin. Bestätigt wurden diese Beobachtungen durch die Bilder der Elektronenmikroskopie. Es ließen sich bei den Knockout-Sehnen mehr und dünnere Kollagenfasern erkennen, deren Struktur weniger geordnet und enger gepackt war.

Die Abwesenheit von Syndecan-4 führt zu stabileren und steiferen Sehnen. Trotz der geringeren Quervernetzung des Kollagens lassen die Ergebnisse der Mikroskopie auf eine Kompensation schließen, bei der eine größere Anzahl an dünnen, eng gepackten Kollagenfibrillen das Kollagenkonstrukt verstärken. Für eine tiefergehende Untersuchung wäre noch eine genaue Überprüfung der Aktivität der Lysyloxidase bzw. der Kollagenquervernetzung sinnvoll. Der positive Einfluss der Inhibition von Syndecan-4 könnte zur Stärkung des Sehnengewebes im Rahmen der Therapie von Sehnenerkrankungen und -Verletzungen genutzt werden.