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Arbeitsgruppe Hans Kiener

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Karolina v. Dalwigk, Thomas Karonitsch, Ruth Byrne, Felix Kartnig, Isabel Olmos Calvo

Wir untersuchen die zellulären und molekularen Grundlagen der chronischen Gelenkentzündung. Die entzündlichen Veränderungen bei der Chronischen Polyarthritis betreffen zunächst die Synovialmembran, eine dünne Gewebestruktur die vorwiegend von mesenchymalen Zellen gebildet wird und die Gelenkhöhle auskleidet. Neuere Erkenntnisse belegen, dass die Zellen der Synovialmembran aktiv zum entzündlichen Geschehen beitragen. Insbesondere der chronisch-destruierende Charakter der Arthritis ist entscheidend von den Eigenschaften und vom Verhalten der synovialen Fibroblasten geprägt.

Wir entwickelten ein drei-dimensionales Kultursystem indem die synovialen Fibroblasten spontan eine Gewebestruktur ausbilden, die der Synovialmembran sehr ähnlich ist. An der Oberfläche des drei-dimensionalen Gebildes verdichten sich die Zellen zu einer Intima, die aus mehreren Reihen netzartig verbundener Zellen besteht. Die Intima liegt einer weniger straff organisierten Subintima auf. Die Zellen der Subintima stehen durch lange tubuläre Fortsätze miteinander in Verbindung. Auch in funktioneller Hinsicht gleicht die synoviale Organkultur den in-vivo Verhältnissen. Die Zellen der Intima bilden Proteoglykane und Glykoproteine (Lubricin); Substanzen die für die Gelenkhomöostase von großer Bedeutung sind. Unter entzündlichen Bedingungen, nach Stimulation mit TNF vollziehen sich in der 3D Kultur Veränderungen, die den pathologischen Prozess bei der rheumatoiden Synovitis widerspiegeln. Die Zellen reorganisieren sich zu einer kondensierten Zellmasse und bilden verstärkt das pro-inflammatorische Zytokin IL-6. Die 3D-Kultur kann daher als vereinfachtes synoviales Organmodell gelten und bietet Gelegenheit, die adaptive Reaktion der Synovialmembran im entzündlichen Geschehen zu untersuchen. 

Thomas Karonitsch untersucht molekulare Mechanismen und funktionelle Bedeutung der Zytokin-vermittelten Zellaktivierung (Characterization of inflammatory signalling circuits). Ruth Byrne untersucht Wege der Zellkommunikation, insbesondere den direkten Transfer von Zellorganellen über tubuläre Zell-zu-Zellverbindungen (Cellcommunication via intercellular transfer of organelles). Felix Kartnig untersucht die funktionelle Bedeutung von Molekülen des interzellulären Adhäsionskomplexes für die entzündliche Gewebsreaktion (p120-catenin in inflammatory tissue behavior). Isabel Olmos Calvo untersucht subzelluläre Mechanismen der entzündlichen Gewebereaktion (Membrane trafficking as a means for inflammatory tissue remodeling). Die Projekte werden tatkräftig von Karolina von Dalwigk und Birgit Niederreiter unterstützt.

Synovial Fibroblasten einer 3D-Kultur: Die Zellen stehen über lange tubuläre Fortsätze miteinander in Verbindung.

Grün: Actin-Zytoskelett

Blau: Zellkerne

Rot: Interzelluläre Verbindungen