Hintergrund dieser Arbeit ist eine Charakterisierung der zellulären Signalkaskaden innerhalb von Tenonfibroblasten, die an einer überschießenden Wundheilung mit Vernarbung nach filtrierender Glaukomchirurgie beteiligt sind. Ein besseres Verständnis der zellinternen Abläufe soll neue Ansatzpunkte zur Vernarbungshemmung nach Trabekulektomie eröffnen. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen auf eine zentrale Rolle des p38-Signalweges für die Übermittlung der TGF-β-induzierten Transdifferenzierung humaner Tenonfibroblasten hin. Die Transdifferenzierung der HTF ist durch die nach 48 Stunden einsetzende Expression von Markerproteinen wie αSMA, der vermehrten Synthese von Matrixproteinen wie Collagen Iα1 und Fibronectin sowie Veränderungen der Zellmorphologie charakterisiert. Im Rahmen der Arbeit wurde die Aktivierung der p38 MAPK im Zeitverlauf betrachtet und verschiedene Aktivierungsformen von p38 herausgearbeitet: Die schnell einsetzende Aktivierung einer „hohen“ schweren p38-Isoform war meist nicht durch TGF-β an sich, sondern vielmehr durch eine mechanische Stimulation der Zellen bei Mediumwechsel zur Zugabe des Wachstumsfaktors bedingt. Demgegenüber war eine späte nach etwa 12 Stunden zu beobachtende Aktivierung einer „tiefen“ leichten p38-Isoform streng von der TGF-β-Stimulation sowie einem funktionsfähigen TGF-β-Rezeptor Typ I abhängig. Diese p38-Spätaktivierung ist zeitlich mit der TGF-β-induzierten αSMA-Expression assoziiert. Da die TGF-β-induzierte αSMA-Transkription durch Blockade der Proteinbiosynthese verhindert wird und eine zeitliche Lücke bis zur relevanten p38-Spätaktivierung besteht, ist offenbar die Synthese eines Zwischenboten notwendig. Als möglicher Kandidat für einen solchen Intermediator kam nach Literaturlage GADD45β in Frage: GADD45β konnte schließlich sowohl qualitativ als auch quantitativ nach TGF-β-Exposition in HTF nachgewiesen werden: Es wird mit einem deutlichen Maximum innerhalb der ersten Stunde für einige Stunden synthetisiert. Die beobachtete rasche SMAD2-Aktivierung in HTF, die in keinem direkten zeitlichen Zusammenhang zur αSMA-Expression steht, könnte verantwortlich für die Induktion von GADD45β sein und damit über Aktivierung von p38 zur Transdifferenzierung der Tenonfibroblasten zu Myofibroblasten beitragen. Für den weitergehenden Nachweis der Bedeutung von GADD45β ist dessen spezifische Blockade durch antisense-Überexpression mittels viralen Vektoren oder RNA-Interferenz anzustreben. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass GADD45β neben der p38 MAPK ein potentielles Ziel zur therapeutischen Modulation der TGF-β-vermittelten Transdifferenzierung von humanen Tenonfibroblasten darstellen kann. / Main problem after trabeculectomy in therapy of glaucoma is scarring. In search of new targets in modification of wound healing, a better understanding of cellular signal cascades of human tenonfibroblasts in transdifferentiation to myofibroblasts is aspired. TGF-β induces transdifferentiation of tenonfibroblasts, characterised by increased expression of marker proteins like αSMA and synthesis of matrix proteins like Collagen Iα1 and Fibronectin. Intracellular signal transducing of TGF-β by p38 seems to be essential. The time course of activation of the p38 MAPK was observed and a relevant late activation after 12 hours was found. Furthermore a mediatior in the meantime of the first hours was identified: GADD45β is induced in a chronological correlation. P38 and GADD45β could both be potential targets in modification of scarring after trabeculectomy.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Οι μηνισκικές ρήξεις διακρίνονται σε τραυματικές και εκφυλιστικές. Κλινικά δεδομένα υποδηλώνουν ότι η εκφύλιση των μηνίσκων συσχετίζεται με την οστεοαρθρίτιδα του γόνατος. Παρ’ όλα αυτά, τα μοριακά γεγονότα που καθορίζουν την παθογένεια της εκφύλισης των μηνίσκων σε ανθρώπους παραμένουν αδιευκρίνιστα. Στη μελέτη εξετάστηκε ανοσοϊστοχημικά η έκφραση της p38 MAPKινάσης, της ενεργού φωσφορυλιομένης μορφής της p-p38, του στόχου NF-kB (με τα διμερή p50-p65) καθώς και της COX-2 σε μηνισκικές ρήξεις, και διερευνήθηκε η συμμετοχή τους στην ανάπτυξη εκφύλισης. Τα ευρήματα απέδειξαν αυξημένη έκφραση του άξονα p38-NF-kB και της COX-2 στον αποδιοργανωμένο και εκφυλισμένο ινοχόνδρινο μηνισκικό ιστό, υποδεικνύοντας ένα ρόλο των μορίων αυτών στην παθοβιοχημεία της εκφύλισης και της επακόλουθης ρήξης. Η μελέτη είχε σκοπό να διερευνήσει και να χαρακτηρίσει την έκφραση και την ενεργοποίηση του σηματοδοτικού μονοπατιού της p38 MAPK-NF-kB και της COX-2 στα ινοχονδροκύτταρα των ανθρώπινων μηνίσκων με ρήξη. Επιπρόσθετα συσχετίσαμε τα επίπεδα έκφρασης των πρωτεϊνών αυτών με παθολογοανατομικές και κλινικές παραμέτρους, όπως η ύπαρξη εκφύλισης και η συνύπαρξη κλινικά εξακριβωμένης ΟΑ. Χρησιμοποιήθηκαν 57 ανθρώπινοι μηνίσκοι. 43 (75,4%) άνδρες και 14 (24,6%) γυναίκες, με μέσο όρο ηλικίας 32,6 έτη, με διάρκεια πόνου 17,36 μήνες. Σε 39 ασθενείς (68,4%) η ρήξη αποδόθηκε σε τραύμα και σε 18 (31,6%) σε προϋπάρχουσα κλινικά διαγνωσμένη ΟΑ. Η ιστοπαθολογοανατομική διευκρίνιση της μηνισκικής εκφύλισης βασίστηκε σε καθιερωμένα μικροσκοπικά κριτήρια. Εκφύλιση παρατηρήθηκε σε 34 μηνίσκους (59,4%). Χρησιμοποιήθηκαν τα αντισώματα, anti p38, anti p-p38 (μονοκλωνικά αντισώματα έναντι της ενεργοποιημένης μορφής), anti NF-kB, p50 πολυκλωνική, anti NFkBp65 πολυκλωνική και antiCOX-2. Η ένταση της χρώσης και η αναλογία των ανοσοθετικών ινοχονδροκυττάρων εκτιμήθηκε μικροσκοπικά και βαθμολογήθηκε σε κλίμακα 0-3 (0= χωρίς ανοσοδραστικότητα, 1= ήπια, 2= μέτρια, 3= ισχυρή). Στατιστική ανάλυση έγινε με τη δοκιμασία Mann-Whitney και η ισχύς της συσχέτισης των μεταβλητών με το Kendall’s T test, χρησιμοποιώντας το SPSS. 1.Η έκφραση της p38 ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερη στους εκφυλισμένους συγκριτικά με μη εκφυλισμένους μηνίσκους. Μηνίσκοι σε ασθενείς με προϋπάρχουσα ΟΑ έδειξαν επίσης στατιστικά σημαντικά αυξημένη p38 σε σύγκριση με αυτούς με μη προϋπάρχουσα ΟΑ. 2.Η p-p38 είχε σημαντικά αυξημένη έκφραση σε εκφυλισμένους μηνίσκους έναντι μη εκφυλισμένων και σε ραγέντες μηνίσκους με ΟΑ σε σχέση με μη ΟΑ. 3.Οι υπομονάδες p50 και p65 ως τροποποιητές του άξονα p38-NFkB έδειξαν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα στην εκφύλιση και την οστεοαρθρίτιδα. 4.Τα επίπεδα της COX-2 ήταν σημαντικά διαφορετικά μεταξύ εκφυλισμένων και μη εκφυλισμένων και σε οστεοαρθριτικές και μη αρθρώσεις, και συσχετίζονται απόλυτα με τη διακύμανση των προηγούμενων βημάτων του άξονα. 5.Η στατιστική ανάλυση αποκάλυψε σημαντική και θετική συσχέτιση μεταξύ COX-2 και p38-NF-kB και παράλληλη διακύμανσή της. / Meniscal tears are attributed to either trauma or degeneration processes. Clinical data suggest that meniscal degeneration (MD) is associated with knee osteoarthritis; however, the molecular events underpinning the pathogenesis of MD in humans remain elusive. Here we immunohistochemically examined the expression of p38 MAPK, its phosphorylated activated form p-p38, its target NF-kB (p50-p65 dimer), and COX-2 in ruptured menisci and investigated their involvement in MD development. Our findings demonstrate increased expression of the p38-NF-kB axis elements and COX-2 in disintegrated fibrocartilage suggesting a role of these molecules in the pathobiochemistry of MD and consequential rupture. We undertook this study to explore and characterize the expression and/or activation profile of the p38 MAPK-NF-kB signaling path away constituents and COX-2 in the fibrochondrocytes of human torn menisci. Furthermore we correlated the expression levels of the examined proteins with pathologic and clinical parameters, such as the presence of fibrocartilaginus degeneration and the coexistence of clinically identified OA. 57 human menisci were used for this study. Among the patients 43 (75,4%) were male and 14 (24,6%) female with mean age 32,6 years, with pain duration 17,36 months. In 39 patients (68,4%) meniscal tearing was attributed to trauma and in 18 (31,6%) to a background of clinically diagnosed OA. The histopathologic identification of meniscal degeneration (MD) was based on established microscopy criteria. MD was observed in 34 (59,4%) of the menisci. The following available antibodies were employed (anti-p 38), anti p-p38 (activated form monoclonal), anti NF-kB, p50 polyclonal, anti NFkBp65 polyclonal and anti COX-2. Strain intensity and proportion of immunopositive fibrochondrocytes was assessed by light microscopy and graded on a scale 0-3 (0= no immunoreachivity, 1= mild, 2= moderate, 3= strong). Statistical analysis was made with Mann-Whitney tests and the strength of association between the variables by Kendall’s T test, using SPSS for Windows. 1.Expression of p-38 was significantly higher in degenerated compared with non degenerated menisci. Menisci from patients with preexisting OA showed significantly increased p38 expression levels compared to those with no preexisting OA. 2.p-p38 expression was considerably elevated in degenerated compared with non degenerated and in OA compared with non OA ruptured menisci. 3.The downstream effectors of p38 NF-kB subunits p50 and p65, exhibited significantly higher levels in degenerated and OA fibrocartilage. 4.COX-2 levels were significantly different between degenerated and non degenerated menisci, as well as between OA and non OA joints. 5.Statistical analysis revealed significant and positive correlation between COX-2 and p-38 and NF-kB.