Netzwerk aus Proteinen beeinflusst Fortschreiten der Arthrose

Wien (OTS) – Ein Netzwerk aus zuckerbindenden Proteinen – sogenannten
Galektinen – spielt eine wichtige Rolle in der Degeneration von
Knorpelgewebe bei Arthrose. Diesen Zusammenhang konnte eine
Forschungsgruppe der MedUni Wien in Kooperation mit internationalen
Studienpartnern aufzeigen. Bestimmte Galektine werden bei Arthrose
von den Knorpelzellen selbst produziert und beschleunigen den
Abbauprozess der Knorpelmatrix.

Galektine spielen zwar bei der Knorpelentwicklung im kindlichen
Wachstum eine Rolle, kommen im erwachsenen, gesunden Knorpel aber
eigentlich nicht vor. Nun fanden die ForscherInnen rund um Stefan
Tögel von der Universitätsklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie
der MedUni Wien/AKH Wien heraus, dass, je degenerierter der Knorpel
war, umso größere Mengen von Galektin-8 in den Zellproben zu finden
waren. Dieses Protein wird nach seiner Produktion von den
Knorpelzellen freigesetzt und bindet an die Zelloberflächen an, wo es
für Entzündungsprozesse sorgt und den Matrixabbau des Knorpelgewebes
beschleunigt. Auch andere Galektine, die sonst diverse Funktionen in
der Zelle übernehmen können, spielen dabei offenbar eine
beschleunigende Rolle.

Zwtl.: Forschungsfeld Glykobiologie

Bereits in vorangegangenen Studien konnte die Forschungsgruppe um
Stefan Tögel erstmals die funktionelle Bedeutung der Glykobiologie
für die Pathogenese der Arthrose belegen und Galektin-1 als auch
Galektin-3 als Entzündungsbeschleuniger identifizieren. Die
Glykobiologie beschreibt im Wesentlichen die Struktur und Funktion
von Glykanen (Zuckerketten), welche durch Interaktion mit
zuckerbindenden Proteinen (z.B. Galektinen) ein breites Spektrum
biologischer Prozesse beeinflussen können.

„Unser Ansatz, die Rolle der Glykobiologie in der Arthrose und
anderen degenerativen Knorpelerkrankungen zu erforschen, ist sehr
neu“, erklärt Stefan Tögel, „wir betreten mit unseren Studien
praktisch Neuland.“ Das Ziel sind neue Therapieansätze in der
Behandlung von Arthrose, um deren Fortschreiten zu stoppen. Denn
einmal verlorenes Knorpelgewebe ist nicht mehr regenerierbar. Dazu
könnten Antagonisten für die betreffenden Galektine entwickelt
werden, um deren Bindung an die Zelloberflächen zu verhindern.
„Galektine könnten sich außerdem als Biomarker eignen, die mittels
Bluttest oder Probenentnahme der Gelenksflüssigkeit für eine
frühzeitige Diagnose sorgen“, erklärt Tögel.

Zwtl.: Volkskrankheit Arthrose

Arthrose ist eine degenerative Gelenkserkrankung, die zur
Veränderung der Knorpel- und Knochenstruktur führt und bis zu
Gelenkdeformierungen reichen kann. Sie entsteht meist durch
langjährige Überbelastung. Gelenkserkrankungen zählen zu den
führenden Ursachen für chronischen Schmerz und Immobilität im Alter
und stellen durch die steigende Lebenserwartung der Bevölkerung einen
ernstzunehmenden sozioökonomischen Faktor im Gesundheitsbereich dar.
Bislang steht keine Therapie zur Verfügung, welche den
fortschreitenden Verlust an Knorpelgewebe im arthrotischen Gelenk
aufhalten oder gar rückgängig machen könnte.

Stefan Tögel leitet das Karl Chiari Lab for Orthopaedic Biology an
der Universitätsklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie der MedUni
Wien/AKH Wien, das an den biologischen Mechanismen orthopädischer
Erkrankungen forscht. Die Studie entstand in Kooperation mit
KollegInnen des Zentrums für Medizinische Statistik, Informatik und
Intelligente Systeme der MedUni Wien sowie dem Institut für
Physiologische Chemie der LMU München.

Zwtl.: Service: Cellular and Molecular Life Sciences

Galectin-8 induces functional disease markers in human
osteoarthritis and cooperates with galectins-1 and -3, Daniela
Weinmann, Michael Kenn, Sebastian Schmidt, Katy Schmidt, Sonja M.
Walzer, Bernd Kubista, Reinhard Windhager, Wolfgang Schreiner, Stefan
Toegel und Hans-Joachim Gabius. Cellular and Molecular Life Sciences
(2018) 75:4187–4205; [https://doi.org/10.1007/s00018-018-2856-2]
(https://doi.org/10.1007/s00018-018-2856-2)

Medizinische Universität Wien
Mag. Johannes Angerer
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