Bedeutung von DNS-Polymorphismen bei Arthrose

Impact of DNA-Polymorphisms on Osteoarthritis

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-16996
  • Arthrose ist eine Erkrankung des Gelenks, die einen erheblichen Einfluss auf die Lebensqualität der Betroffenen sowie auch auf die Volkswirtschaft eines Landes hat. Das Kniegelenk ist das dabei am häufigsten befallene Gelenk. Leider gibt es bis zum heutigen Tag keine kausale, kurative Therapie dieser Erkrankung. In Frühstadien kann der Verlauf im Idealfall gestoppt werden, in Spätstadien ist häufig der künstliche Gelenkersatz die einzige Therapieoption, die Aussicht auf Schmerzfreiheit und einen gewissen Funktionserhalt gewährleisten kann.Arthrose ist eine Erkrankung des Gelenks, die einen erheblichen Einfluss auf die Lebensqualität der Betroffenen sowie auch auf die Volkswirtschaft eines Landes hat. Das Kniegelenk ist das dabei am häufigsten befallene Gelenk. Leider gibt es bis zum heutigen Tag keine kausale, kurative Therapie dieser Erkrankung. In Frühstadien kann der Verlauf im Idealfall gestoppt werden, in Spätstadien ist häufig der künstliche Gelenkersatz die einzige Therapieoption, die Aussicht auf Schmerzfreiheit und einen gewissen Funktionserhalt gewährleisten kann. Lange Zeit war man der Meinung, dass die Arthrose eine logische Konsequenz des Alterns sei. Zuletzt geht man jedoch mehr und mehr davon aus, dass die Arthrose ein komplexes Zusamenspiel aus Entzündung, mechanischen Kräften, zellulären und biochemischen Prozessen sowie nicht zuletzt der Genetik ist. Die Genetik wurde in dieser Studie zum Fokus des Interesses gemacht, als ein entscheidender Faktor der primären Arthrose. Untersucht wurden Polymorphismen in entscheidenden Regionen (Promoter, Exons) von Genen, die im Arthrose-Prozess eine große Bedeutung haben: Il-1 alpha, Il-1 beta, TNF alpha und MMP-3 (Stromelysin). Viele bereits durchgeführte Studien lieferten widersprüchliche Ergebnisse, wiesen zu geringe Fallzahlen auf oder definierten die Kollektive nur unzureichend. Ziel dieser Studie war es klar definierte Kollektive mit möglichst extremen Zuständen gegenüberzustellen. Junge bereits in frühen Jahren an Arthrose Erkrankte (<45 Jahre) sollten gesunden Patienten über 55 Jahre gegenübergestellt werden. Als dritte Gruppe dienten Altersarthrotiker. Die Diagnosen wurden arthroskopisch gestellt, der Zielwert pro Gruppe sollte 100 Patienten betragen. Für die Auswertung wurden etablierte Verfahren wie die PCR, Restriktion und der Gensequencer genutzt. Die Allelverteilungen der Polymorphismen TNF alpha und MMP-3 konnten in der Auswertung zwischen den Gruppen keinen signifikanten Unterschied aufweisen. Das legt nahe, dass diese beiden Polymorphismen wohl keinen Einfluss auf die Entstehung von Arthrose haben. Bei Il-1 alpha und Il-1 beta wurden keine eindeutigen Ergebnisse erzielt. Es deutet sich ein Trend an, dass diese beiden Polymorphismen einen Einfluss haben, der allerdings erst durch eine höhere Fallzahl bestätigt bzw. widerlegt werden könnte. Ziel weiterer Untersuchungen sollte es ebenso sein, die bestehende bzw. die in der Fallzahl erhöhte DNS-Bank auf weitere Polymorphismen von Genen, die im Arthroseprozess eine Rolle spielen (z.B. Il-1 ra, weitere MMPs, TIMP etc.), zu untersuchen. Interessant könnte auch die Kombination einzelner Varianten innerhalb eines Genclusters sein, entsprechend dem Beispiel von Smith, A.J. et al. 2004 bei einem Il-1 R1-Il-1 alpha –Il-1 beta-Il-1 RN Gencluster. Sicherlich bedarf es noch viel intensiver Forschung, um das komplexe Zusammenspiel der einzelnen Faktoren im Arthroseprozess zu verstehen, um so die einzelnen Mosaiksteinchen innerhalb des Gesamtkomplexes darzustellen. Jedoch lässt sich nur auf diese Weise das Ziel erreichen, eines Tages diese multifaktorielle Erkrankung zu verstehen und zu heilen.show moreshow less
  • OA is a joint disease which has a huge influence on the life quality of the affected. It causes a high amount of direct and indirect costs for a nation´s economy (16,26 Billion DM 1997 in Germany). The knee shows the highest prevalance of OA among the big joints. Unfortunately there are no sufficient therapies available for this disease. In early stages it is sometimes possible to stop the cartilage degeneration, whereas in more proceeded stages mostly the prothetic replacement of the joint is the only pain-reducing and function-restoringOA is a joint disease which has a huge influence on the life quality of the affected. It causes a high amount of direct and indirect costs for a nation´s economy (16,26 Billion DM 1997 in Germany). The knee shows the highest prevalance of OA among the big joints. Unfortunately there are no sufficient therapies available for this disease. In early stages it is sometimes possible to stop the cartilage degeneration, whereas in more proceeded stages mostly the prothetic replacement of the joint is the only pain-reducing and function-restoring alternative. For a long period of time one thougt OA is a logical consequence of aging, basically a matter of wear-and-tear. Lately leading scientists have found out that OA is more likely a complex disease which is affected by inflammation, mechanical forces, cellular and biochemical processes, and last but not least also genetics. This study focuses on polymorphisms in important regions of the DNA (promoter, Exons) of genes that play an important role in the osteoarthitic process: Interleukin-1 alpha and beta, Tumor Nekrosis Faktor alpha, MMP-3. Three groups were created: one consisting of young patients (age <45) with OA grade III or IV in at least two compartments of the knee diagnosed by arthroskopy. The second group contained patients who received a knee prothesis, mainly having a pangonarthrosis grade IV and an average age of 68,54 years. In both groups we focused on primary OA. Posttraumatic OA for example was excluded.. The third group consists of patients who are old (age >55) and have no Oseoarthritis or grade I at most, also diagnosed by arthroskopy. Each group counted around 100 participants The polymorphisms on the DNA were investigated by well established methods like PCR, enzym restriction and a Gene – sequencer. The evaluation of the allel distribution by comparing the different groups didn´t show any significant difference for TNF-alpha and MMP-3. Il-1 alpha and beta showed a trend for a difference between the groups. However, this is just a hint and no proof. Further investigation with a higher number of participants is necessary. In any case, a lot more research is needed to understand this complex disease and by that being able to heal it one day.show moreshow less

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Metadaten
Author: Lars Eden
URN:urn:nbn:de:bvb:20-opus-16996
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Medizinische Fakultät
Faculties:Medizinische Fakultät / Lehrstuhl für Orthopädie
Date of final exam:2006/02/16
Language:German
Year of Completion:2005
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
Tag:Arthrose; Interleukin-1; MMP-3; Polymorphismen; TNF-alpha
Interleukin-1; MMP-3; Osteoarthritis; Polymorphism; TNF-alpha
Release Date:2006/02/27
Advisor:Priv.-Doz. Dr. Norbert Schütze