| Adipositas und das metabolische Syndrom sind bekannte Risikofaktoren für die Entstehung von Knieosteoarthrose (KOA). Diabetes mellitus, eine Komponente des metabolischen Syndroms, ist ein besonders wichtiger Faktor in der Progression von Arthrose. Das orale Antidiabetikum Metformin ist die Standardtherapie bei Typ 2 Diabetes mellitus. Ein möglicher Zusammenhang zwischen Adipositas und KOA kann einerseits durch eine mechanische Überbelastung erklärt werden, andererseits auch durch eine niederschwellige, systemische Entzündungsreaktion. Die ursächlichen Zusammenhänge sind allerdings noch weitgehend ungeklärt. Bisher konnte kein Effekt von body mass index (BMI) oder einer Metformin-Stimulation auf die Expression von Matrixgenen, wie Metalloproteinasen oder Aggrecanasen, in menschlichen Chondrocyten nachgewiesen werden. Ebenso konnte für die hoch prävalente Erkrankung Arhtrose trotz massiver Anstrengungen bisher kein effizienter diagnostischer Blut-Biomarker identifiziertt werden. Weiters ist auch eine Beziehung zwischen BMI und Knorpeldicke bislang ungeklärt.
Das Ziel dieses Dissertationsprojekts war es, BMI-assoziierte Veränderungen im Knorpel, gemessen mittels Expression von Matrixgenen sowie der sonographischen Knorpeldicke, zu verstehen. Weiters sollte die Anwendbarkeit verschiedener metabolischer Biomarker als diagnostische Werkzeuge (in Korrelation mit dem Schweregrad der Erkrankung, gemessen mittels Lequense Index und sonographischer Knorpeldicke), sowie deren Verbindung mit Adipositas, untersucht werden.
Um diese Fragen zu beantworten, wurden 3 Querschnittsstudien von erwachsenen Patienten, die sich einer Implantation einer Kniegelenksendoprothese unterzogen, durchgeführt. Dabei wurde 1), die Expression von Matrixgenen in menschlichen Chondrozyten, mittels PCR und multivariabler Regressionsanalyse untersucht. 2) Im Rahmen der Studien wurden die Serumspiegel verschiedener, metabolischer Biomarker mittels ELISA und Luminex bestimmt, das Metabolom mittels nuclear magnetic resonance (NMR) Spectroskopie detektiert, und der Zusammenhang der Biomarker mit dem klinischen Schweregrad der KOA, sowie der Adipositas überprüft. 3) Abschließend wurden Serumspiegel verschiedener Biomarker bestimmt und die Beziehung mit der sonographischen Knorpeldicke im Kontext von Adipositas untersucht.
Wir konnten zeigen, dass adipöse Patienten eine höhere Expression des Knorpel abbauenden Enzyms a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 5 (ADAMTS5) hatten, und dass Metformin diese Expression verringern konnte. Weiters war es möglich, einen Zusammenhang zwischen der Knorpeldicke und dem BMI, sowie dem Biomarker fatty acid-binding protein 4 (FABP4) herzustellen. Zwischen dem klinischen Schweregrad der KOA (Lequesne) und den untersuchten Biomarkern konnte kein Zusammenhang nachgewiesen werden.
Über dieses Dissertationsprojekt konnte eine neue Perspektive bezüglich des Zusammenhanges Adipositas und KOA hergestellt, FABP4 als vielversprechenden, diagnostischen Biomarker identifiziert, und die Rolle von Metformin als mögliche, neue Behandlungsoption exploriert werden. |
