modelsyteem voor target identificatie in OA kraakbeenpathologie
Producten
Auteur: Bondeson J, Blom AB, Wainwright S, Hughes C, Caterson B, van den Berg WB
Magazine: Arthritis Rheumatism
Auteur: van lent PL, Grevers L, Blom AB, Sloetjes A, Mort JS, Vogl T, Nacken W, van den Berg WB, Roth J
Magazine: Annals of the Rheumatic Diseases
Auteur: Blom AB, Brockbank SM, van Lent PL, van Beuningen HM, Geurts J, Takahashi N, van der Kraan PM, van de Loo FA, Schreurs BW, Clements K, Newham P, van den Berg WB.
Magazine: Arthritis and Rheumatism
Auteur: van Lent PLEM, Grevers LC, Blom AB, Arntz OJ, van de Loo FAJ, van der Kraan PM, Abdollahi-Roodsaz S, Srikrishna G, Freeze H, Sloetjes A, Nacken W, Volgl T, Roth J, van den Berg WB
Magazine: Arthritis Rheumatism
Verslagen
Eindverslag
Osteoartrose (OA) wordt gekenmerkt door slijtage van gewrichtskraakbeen. Het mechanisme van deze schade is nog grotendeels onbekend. Wel wordt steeds duidelijker dat activering van synoviale macrofagen in het gewrichtskapsel een cruciale rol speelt. Om de processen die tijdens artrose een rol spelen te bestuderen hebben we een in vitro kraakbeen afbraak assay ontwikkeld die bruikbaar is voor tal van vraagstellingen. Zelf hebben we met behulp van deze assay meer inzicht gekregen in pathways die belangrijk zijn bij kraakbeen afbraak. Deze pathways zijn S100A8 en wnt signaling. Wnt-signaling leidt onder andere tot de opregulatie van WISP1. Wij hebben met behulp van de afbraak assay kunnen laten zien dat S100A8 en WISP1 afbraak van kraakbeen kunnen induceren, direct door activatie van de chondrocyt, maar ook door activatie van synoviale macrofagen. Dit heeft geleid tot een duidelijke reductie in het aantal gebruikte proefdieren voor dit type onderzoek. Inmiddels zijn er al 5 artikelen geaccepteerd die deels zijn voortgevloeid uit dit onderzoek.
Het doel van dit project is ontwikkeling van een in vitro testsysteem waarin nieuwe therapeutische targets ontdekt kunnen worden om kraakbeenschade bij artrose te bestrijden.
We ontwikkelen een geïmmortalizeerde chondrocyt cellijn uit de muis die we al dan niet samenbrengen met macrofagen en/of fibroblasten. Afbraak door metalloproteinasen leidt tot het ontstaan van neoepitopen die m.b.v. specifieke antilichamen en FACS analyse direct op het oppervlak van de cel kunnen worden gemeten.
In het eerste jaar is een cellijn (H4) geoptimaliseerd voor gebruik in het testsysteem en is een aanzet gemaakt met coculture experimenten, waarbij de achtergrond van epitoopexpressie laag moest blijven. Bovendien is er een start gemaakt om het effect van verschillende mediatoren in het testsysteem te toetsen. In het onderhavige jaar zijn de effecten van een set mediatoren op deze cellen onderzocht, met focus op het ontstaan van kraakbeen matrix schade. Het betreft de invloed van S100A8 en A9 eiwitten, en componenten van de wnt-signaling. Het blijkt dat wnt16, wisp1 en met name S100A8 potente inducers zijn van MMPs en MMP-gemedieerde neo-epitoop expressie. Dit heeft inmiddels geresulteerd in een tweetal publicaties die recentelijk zijn verschenen [1,2] Het testsysteem is dus operationeel voor wat betref de “single cell culture” met alleen de chondrocyt.
Daarnaast is er dit jaar verder gewerkt aan het optimaliseren van de coculture experimenten. Verscheidene strategieën zijn toegepast, maar het is nog niet volledig gelukt om de achtergrond stabiel laag te houden. Door in de H4 cellen NFB te remmen wordt de achtergrond wel omlaag gebracht, maar de cel is ook minder goed tot afbraak te bewegen. Verschillende celtypen zoals macrofagen en fibroblasten veroorzaken door directe interactie met de chondrocyt / kweekplaat al een hoge achtergrond van pericellulaire matrixschade, maar wanneer er door middel van een transwell systeem fysieke scheiding wordt aangebracht, zijn de effecten van celactivering op afbraak marginaal, aangevend dat cel-cel interactie wel een cruciaal principe is. Op dit moment wordt er op een tweetal manieren aan de oplossing van het probleem van spontane celactivering gewerkt: het toevoegen van een separate kraakbeenmatrix (niet cel-geassocieerd) als alternatief uitleessysteem voor geinduceerde schade, en optimalere afcoaten van de kweekplaten om celactivatie te remmen.
Conclusies: de tot nu toe geboekte resultaten wijzen erop dat het in vitro testsysteem zeer geschikt is om mechanismen achter kraakbeenschade te onderzoeken, en daardoor gebruik van proefdieren voorkomen wordt. Er is nog wel verdere optimalisatie nodig die ervoor moet zorgen dat er ook meer complexe, en mogelijk meer fysiologische situaties nagebootst kunnen worden door macrofagen en/of fibroblasten aan het chondrocyt-testsysteem toe te voegen.