Galektine und ihre Rolle bei Arthrose

Immer mehr Menschen, insbesondere ältere Menschen, leiden aufgrund von Gelenkverschleiß an Arthrose. Dies betrifft vor allem die Knie- und Hüftgelenke, aber auch die Wirbelsäule. In aktuellen Studien zeigten Wissenschaftler der Orthopädischen Abteilung der MedUni Wien, dass bei Patienten mit Arthrose ein erhöhter Gehalt an zuckerbindenden Proteinen – sogenannte Galektine – und deren Andockstellen zu finden sind.

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Zuckerbindende Proteine

Ihre Rolle bei der Arthrose war jedoch bisher weitgehend unbekannt. In einer kürzlich im Journal of Immunology veröffentlichten Studie gelang es den Forschern der MedUni Wien, die Funktion von Galektin-1 weltweit erstmals zu identifizieren und nachzuweisen, dass das kohlenhydratbindende Protein die Entzündung des betroffenen Knorpels kontrolliert. Diese Galektine werden bei Arthrose von den Knorpelzellen selbst produziert und beschleunigen den Abbauprozess der Knorpelmatrix. Diese herausragende Studie wurde auch als „Research Highlight“ in der führenden Zeitschrift Nature Reviews Rheumatology vorgestellt.

„Erstmals hat unsere Studie gezeigt, dass Galektin-1 eher eine Entzündung auslöst als die entzündungsauslösende Sekretion dieses Proteins“
, erklärt Stefan Tögel, der sich mit der Glykobiologie orthopädischer Erkrankungen an der Universitätsklinik für Orthopädie beschäftigt. Die MedUni Wien ist eine der ersten Forschungseinrichtungen weltweit, die dieses Thema systematisch untersucht. Die Glykobiologie untersucht die biologische Relevanz von Kohlenhydratketten für die vielen verschiedenen Zelltypen im menschlichen Körper.
„Unser Ansatz, die Rolle der Glykobiologie in der Arthrose und anderen degenerativen Knorpelerkrankungen zu erforschen, ist sehr neu“
, erklärt Dr. Stefan Tögel,
„wir betreten mit unseren Studien praktisch Neuland.“
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.

Galektine

Galektin-1 ist ein Beispiel für ein kohlenhydratbindendes Protein beim Menschen. Bei Arthrose wird dieses Protein im Gelenkknorpel überexprimiert – und je schlimmer die Degeneration des Gelenkes, desto mehr wird es ausgeschieden. Galektin-1 fördert die Entzündung, indem es die Freisetzung von Entzündungsfaktoren über den NF-kB-Signalweg auslöst, was wiederum zur Zerstörung des Gelenkes beiträgt.

„Was wir jedoch noch nicht wissen, ist die Antwort auf die Frage: Warum wird Galektin-1 überhaupt so stark exprimiert?“
, erklärt Dr.Tögel.

Die Glykobiologen der MedUni Wien forschen bereits weiter, um herauszufinden, ob Galektin-1 in Zukunft als Ziel für präventive Behandlungen oder sogar als möglicher Biomarker für Arthrose eingesetzt werden kann.

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