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Zielsetzung und Fragestellung: Die Tendinopathie ist eine komplexe, multidimensionale Erkrankung des Sehnengewebes, die sich klinisch durch belastungsabhängige Schmerzen, Funktionsverlust, eingeschränkte Beweglichkeit und Invalidität äußert und eine erhebliche sozioökonomische Belastung darstellt. Das Transmembranprotein Integrin α2β1 ist ein zentraler Kollagenrezeptor und an ECM-Zelladhäsion und Signaltransduktion fibroblastischer Zellen beteiligt. Unsere bisherigen Arbeiten zeigten, dass Integrin-α2-defiziente Sehnen einem beschleunigten Remodelling unterliegen. Ein Ungleichgewicht zwischen kollagenen und nicht-kollagenen ECM-Proteinen führt dabei zu biomechanischer Schwäche. Diese Befunde machen die Integrin-α2-defiziente Sehne zu einem geeigneten Modell zur Untersuchung von Sehnendegeneration und deren funktionellen Konsequenzen.

Material und Methoden: Tierversuche: Alle Experimente wurden behördlich genehmigt (Ref.-Nr. 81-02.05.50.20.002/84-02.04.2015.A310). Sehnenheilung: 12 Wochen alte männliche C57BL/6- und Integrin-α2-/--Mäuse (N = 5/Gruppe) wurden untersucht. Die linke Achillessehne wurde tenotomiert und mittels tibiofibularer Cerclage immobilisiert. Die Tiere wurden nach 2, 4 und 6 Wochen euthanasiert.µCT: Achillessehnen von 26- und 52-Wochen alten Mäusen (N = 6).

Biomechanik: Achillessehnen 52-Wochen alter Tiere wurden dynamisch und statisch getestet (N = 10).

Histologie: Kontralaterale Sehnen wurden histologisch und elektronenmikroskopisch analysiert (N = 3).

Zellkultur: Primäre Tenozyten wurden statisch oder unter mechanischem Zug kultiviert. ALP-Aktivität, Mineralisation und die mechanische Antwort (YAP-1-Translokation) wurden untersucht.

Ergebnisse: Integrin-α2-/--Sehnen zeigten eine signifikant erhöhte Mineralisation sowohl während der Heilung als auch im Alter. In vitro trat eine verstärkte Mineralisation ausschließlich unter mechanischer Belastung auf, während Integrin-α2-/--Tenozyten in statischer Kultur ein reduziertes Ossifikationspotenzial zeigten. Integrin-α2-/- Tenocyten haben eine reduzierte YAP-1 Translokation, dies ist ein Hinweis dafür das diese Zellen phenotypisch weniger stabil sind und eher dedifferentieren.

Diskussion und Schlussfolgerung: Ektopische Mineralisation ist ein typisches Merkmal von Tendinopathien. Unsere Daten zeigen, dass Sehnenmineralisation nach Trauma und mit zunehmendem Alter regelmäßig auftritt und bei Integrin-α2-/--Mäusen unter mechanischer Belastung verstärkt ist. Dies spricht dafür, dass mechanoabhängige Funktionen von Integrin α2β1 – insbesondere Zelladhäsion und Wahrnehmung der ECM-Eigenschaften – zur Progression des tendinopathischen Phänotyps beitragen. Obwohl die beobachteten Veränderungen schweren Tendinopathien ähneln, bleibt zu klären, welche Rolle die Matrixprotein-Dysbalance spielt und ob identische molekulare Mechanismen vorliegen. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass eine mechanische Schwäche in Kombination mit niedriger Integrin-α2β1-Expression ein potenzieller Prädiktor und therapeutischer Ansatz bei Tendinopathien sein könnte.