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„Ca²+ Kanäle bei der Mechanotransduktion mesenchymaler Stammzellen“

Die Knochen eines gesunden Menschen passen sich an äußere Belastungen an, Knochen von Menschen mit Osteoporose sind dazu nicht mehr so gut in der Lage.
In diesem Projekt wurde untersucht, ob bestimmte Kalzium-Kanäle (Ca2+-Kanäle) in den Membranen von Stammzellen einen Einfluss darauf haben, wie Belastungen des Knochens erkannt werden. Es wurden zwei verschiedene Kanäle untersucht, die Kanäle vom P/Q-Typ und die vom L-Typ.

Dazu wurden bestimmte Stammzellen von gesunden und an Osteoporose erkrankten Menschen gezüchtet, von denen man manche einer Belastung aussetzte und andere nicht.  Anschließend gab man Substanzen auf die Zellen, die die oben genannten Kanäle hemmen. Als Marker benutzte man dafür Gene, die mehr exprimiert werden, wenn eine Belastung stattfindet. Wenn also die Kanäle an der Übertragung von Belastung auf den Knochenaufbau beteiligt wären, so würden sie das Signal geben die Gene mehr zu exprimieren. Werden sie nun gehemmt, so müssten die Gene weniger exprimiert werden.

Im Ergebnis sah man, dass die Hemmung der P-Typ-Ca2+-Kanäle keinen Einfluss auf die Gene hatte, die auf Belastung reagieren. Sie spielen also keine Rolle bei der Übertragung von Belastung auf den Knochenaufbau.
Beim L-Typ-Ca2+-Kanal hingegen sieht man, dass die Gene durch die Hemmung weniger exprimiert wurden.
Bei Gesunden exprimierten die Zellen, die einer Belastung ausgesetzt waren die Gene noch mehr, als diejenigen, die keine Belastung erfahren hatten.
Bei Menschen mit Osteoporose konnte man diesen Unterschied nicht mehr feststellen.

Deshalb könnte man nun weiter untersuchen, ob Osteoporose-Zellen einen anderen Weg als die L-Typ-Kanäle nehmen um Belastung zu erkennen oder ob die ausbleibende Antwort genau das Problem ist, wieso die Knochen von Osteoporose-Patienten nicht mehr so gut auf Belastungen reagieren können.

Förderdatum

27. November 2012

Forscher*innen

Prof. Jakob

Universität

Zentrum für Muskuloskelettale Forschung, Uni Würzburg

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