Zielsetzung
Erforschung der In-vitro-Wirkung von Dehydroepiandrosteron (DHEA) auf humane osteoarthritische Chondrozyten.
Studiendesign
Die aus dem Knorpel eines menschlichen osteoarthritischen Knies entnommenen Chondrozyten wurden in Alginatperlen (3D-Kultur) kultiviert, ausgenommen Zellproliferationsexperiment. Die Zellen wurden mit DHEA in Gegenwart bzw. Abwesenheit von IL-1beta behandelt. Die Wirkung auf die Chondrozyten wurde mit Hilfe eines MTS-(3-(4,5-Dimethylthiazol-2yl)-5-(3-Carboxymethoxyphenyl)-2-(4-Sulfophenyl)-2H-Tetrazol-Salz)-Assays (zur Bestimmung der Chondrozytenproliferation), eines Dimethylmethylenblau-(DMB)-Tests (zur Bestimmung der Glykosaminglykan-(GAG)-Synthese) und eines Indoltests (zur Bestimmung der DNA-Menge) untersucht. Die Genexpression des Typ-I- und Typ-II-Kollagens, der Metalloproteinase-1 und -3 (MMP-1 und -3), des Gewebeinhibitors der Metalloproteinase-1 (TIMP-1) sowie die IL-1beta-induzierte Genexpression von MMP-1 und -3 wurden über die Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) analysiert. Die Proteinsynthese von MMP-1 und -3 bzw. TIMP-1 wurde mit Hilfe der Western-Blot-Methode bestimmt.
Ergebnisse
Die Behandlung der Chondrozyten mit DHEA hatte in einer Konzentration von bis zu 100 Mikromol keine Wirkung auf die Chondrozytenproliferation oder GAG-Synthese. Die Genexpression des Typ-II-Kollagens verstärkte sich abhängig von der Dosis, während jene des Typ-I-Kollagens abnahm. DHEA führte in einer Konzentration von über 50 Mikromol zu einer signifikanten Unterdrückung der Expression von MMP-1. Die Genexpression von MMP-3 war ebenfalls unterdrückt, dies hatte jedoch keine statistische Signifikanz. DHEA führte in einer Konzentration von über 10 Mikromol zu einer deutlichen Verstärkung der Expression von TIMP-1. DHEA hatte in Anwesenheit von IL-1beta eine stärkere Wirkung auf die Genexpression von MMP-1 und -3, wobei DHEA in niedrigeren Konzentrationen von 10 bzw. 50 Mikromol nicht nur zur Suppression von MMP-1, sondern auch von MMP-3 führte. Die Ergebnisse der Western-Blot-Methode stimmten mit jenen der RT-PCR-Analyse überein. Dies ist ein Hinweis darauf, dass DHEA auf Gentranskriptionsebene wirkt.
Schlussfolgerungen
Unsere Studie belegt, dass DHEA in einer Konzentration bis zu 100 Mikromol keine toxische Wirkung auf Chondrozyten hat und über die Fähigkeit verfügt, das Ungleichgewicht zwischen MMPs und TIMP-1 bei Osteoarthritis (OA) auf Transkriptionsebene auszugleichen. Es ist daher anzunehmen, dass DHEA dem Verlust von Gelenksknorpelmasse vorbeugt.
