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Fragestellung: Chondroseneszenz nimmt eine wesentliche Rolle bei der Pathogenese der trauma- sowie altersbedingten Arthrose (OA) ein. Die selektive Eliminierung dieser dysfunktionalen Zellen mittels Senolytika gilt derzeit als vielversprechender Therapieansatz. Daher wurde erstmals die Wirksamkeit der senolytischen Kombinationstherapie mittels Dasatinib (D, Tyrosinkinase-Inhibitor) und Quercetin (Q, Flavonoid) auf den Chondroanabolismus humaner artikulärer Chondrozyten (hAC) getestet.

Methodik: Humanes OA-Gewebe (Knie-TEP Operationen; OARSI Score 1–2) und gesundes porzines Knorpelgewebe wurden für 3 d mit D (250 und 500 nM) und Q (5 µM) behandelt und anschließend ohne Senolytika kultiviert. Die Zellviabilität wurde nach 3 d, 7 d und 14 d überprüft und CDKN2A (p16)-positive, seneszente Zellen immunohistologisch quantifiziert. Isolierte hAC wurden ebenfalls für 3 d mit D (50–500 nM) + Q (5 µM) behandelt. Die Genexpression kataboler (MMP13) und anaboler (COL2A1, ACAN) Marker wurde nach 3 d und 7 d via qRT-PCR bestimmt und letztere auf Proteinebene mittels Immunofluoreszenz (COL2) und Alcianblau-Färbung verifiziert. Zudem wurde eine Differenzierung D+Q-behandelter hAC in einer 3D Pelletkultur für 28 d durchgeführt (COL2- und Safranin-O-Färbung). Potenziell anabole Effekte der D+Q-Behandlung wurden auch in murinen ATDC5 chondroprogenitor Zellen getestet.Statistische Auswertung: One-way ANOVA.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im humanen OA-Knorpel führte die senolytische Behandlung nach 3 d teilweise zum Zelltod (ca. -10%), während im gesunden porzinen Gewebe keine zelltoxischen Effekte beobachtet wurden. Des Weiteren reduzierte die Behandlung im humanen Knorpel den Anteil seneszenter Zellen von ca. 23% auf unter 5%. In vitro zeigten sich auf Genexpressionsebene nach 3 d supprimierende Effekte der D (250 nM) + Q (5 µM)-Therapie auf den Katabolismus (MMP13, P<0,01). Parallel konnten chondroanabole Effekte festgestellt werden, welche sich nach Absetzen der Therapie (d7) noch weiter verstärkten (COL2A1, 31-fach erhöht, P<0,0001; ACAN, 5-fach erhöht, P<0,01). Die gesteigerte Synthese von COL2 und Glykosaminoglykanen wurde auf Proteinebene bestätigt. Zudem hatte die Eliminierung seneszenter Zellen einen induktiven Einfluss auf die chondrogene Differenzierung und führte zur gesteigerten Produktion von Proteoglykanen und COL2. Auf die Expression anaboler Marker in ATDC5 Zellen hingegen hatte die Therapie keinen Einfluss.

Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Senolytika D+Q den chondrogenen Phänotyp arthrotischer Chondrozyten wiederherstellen und den Chondroanabolismus fördern. Daher könnte die Eliminierung seneszenter Zellen mittels Senolytika einen zielführenden Therapieansatz zur Prävention bzw. Behandlung der Arthrose darstellen.