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Fragestellung: Kollagene Peptide, auch Kollagenhydrolysate (KH) genannt, werden gerne als Nahrungsergänzungsmittel zur Prophylaxe einer Arthrose eingenommen. Während Kollagen Typ I die Synthese von Kollagen und Proteoglykanen durch bovine Chondrozyten stimuliert, bewirken aus Knorpel extrahierte Kollagen Typ II-Fragmente eine erhöhte Destruktion der extrazellulären Matrix. Kleine kollagene Peptide binden schwach an die alpha2A-Domäne des Integrinrezeptors, wobei dies ein möglicher Wirkungsmechanismus darstellt (Siebert et al. 2010, Stötzel et al. 2012).

Unsere eigenen Untersuchungen mit KH bovinen Ursprungs zeigten bereits beträchtliche Unterschiede hinsichtlich ihrer molekularer Zusammensetzung sowie Wirkung auf humane Chondrozyten (Schadow et al. 2013). Daher sollten in der hier vorgestellten in-vitro-Studie erstmals und systematisch KH aus Fisch und Schwein biochemisch charakterisiert und pharmakologisch hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Metabolismus arthrotisch veränderter humaner Knorpelexplantate untersucht werden.

Methodik: Die kommerziell erhältlichen KH (Peptan F 5000, Peptan F 2000 von Rousselot; Mobiforte von Astrid Twardy) wurden mit Hilfe der MALDI-TOF, NMR und AFM biochemisch und physikalisch charakterisiert. Die Knorpelexplantate aus lateralen Femurkondylen wurden makroskopisch gemäß Collins in zwei Gruppen mit gering- oder mittelgradig arthrotischen Veränderungen eingeteilt. Die Bestimmung der Kollagensynthese in Gegenwart von 0-10 mg/ml KH erfolgte durch Messung von radioaktiv-markiertem Hydroxyprolin (mod. Goodwin et al. 2008). Der Gehalt an Proteoglykanen wurde mittels DMMB-Assay ermittelt, während der NO-Gehalt der Nährmedien mit Hilfe der Griess-Reaktion erfasst wurde. Die Vitalität der Explantate wurde fluoreszensmikroskopisch bestimmt. MMP-1, -3, und -13 wurden durch ELISAs quantifiziert. Als Kontrolle dienten unbehandelte Explantate aus der gleichen Femurkondyle. Jedes Experiment wurde fünfmal wiederholt (N=6).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die von uns untersuchten kommerziell erhältlichen KH aus Fisch und Schwein stimulieren nicht die Synthese von Kollagen durch humane arthrotische Gelenkknorpelexplantate. Die drei untersuchten KH unterscheiden sich deutlich hinsichtlich ihrer molekularen Zusammensetzung aus Peptiden, ihrer biophysikalischen Eigenschaften sowie ihrer katabolen und proinflammatorischen Wirkungen auf humanen Knorpel. KH sollten vor ihrem Einsatz beim Patienten hinsichtlich ihrer Wirkungen zunächst in vitro als auch in vivo eingehend untersucht werden, bevor sie als sicher und wirkungsvoll deklariert werden.