Low oxygen tension promotes redifferentiation of dedifferentiated human articular chondrocytes in vitro
Journal Title: Reumatologia - Year 2006, Vol 44, Issue 2
Abstract
Articular cartilage degradation is a main cause of joint destruction in rheumatic diseases. An attractive possibility for cartilage repair is the use of cultured in vitro chondrocytes. However, cultured chondrocytes undergo dedifferentiation with loss of collagen II production, and increased synthesis of collagen I. Therefore, optimization of chondrocyte culture conditions in vitro is required. The aim of this work was to verify the hypothesis that chondrocytes cultured in vitro in conditions similar to their physiological environment: (1) fluctuating mechanical pressure, and/or (2) low oxygen tension, will express genes encoding extracellular matrix proteins characteristic for articular chondrocytes. To verify this hypothesis, chondrocytes isolated from cartilage of rheumatoid arthritis patients were cultured in normal (21%) or low (5%) oxygen tension, normal (1 atm) or increased (2 atm) in cyclic fashion, atmospheric pressure. The expression of genes characteristic for mature chondrocytes: aggrecan, collagen IIA and IIB, and gene present in dedifferentiated chondrocytes, collagen I, were analyzed in chondrocytes cultured in modified conditions. The results confirm that chondrocytes cultured in low (5%) oxygen tension, increased expression of mRNA encoding aggrecan, collagen IIA and IIB with simultaneous decrease of collagen I. No changes of cell morphology or proliferation rate were observed. Chondrocytes exposed to fluctuating pressure exert lower, but not significant extracellular matrix synthesis. Cells cultured in 5% O2 exerted increased expression of mRNA encoding genes characteristic for differentiated chondrocytes i.e. aggrecan, collagen IIA and IIB, with simultaneous decreased expression of collagen I, a marker of dedifferentiated chondrocytes. These results suggest that low oxygen tension stimulates cultured chondrocytes toward functional redifferentiation of dedifferentiated chondrocytes. Mechanical stimulation is not required at this stage of culture.
Authors and Affiliations
Ewa Warnawin, Tomasz Burakowski, Michał Gajewski, Anna Kornatka, Weronika Rudnicka, Cezary Michalak, Paweł Małdyk, Sławomir Maśliński, Włodzimierz Maśliński
Keywords
Related Articles
- EP ID EP144350
- DOI -
- Views 50
- Downloads 0
Niesteroidowe leki przeciwzapalne – blaski i cienie
Działanie klasycznych niesteroidowych leków przeciwzapalnych polega na hamowaniu syntezy prostaglandyn przez blokowanie obu form enzymu cyklooksygenazy COX-1 i COX-2. Dla milionów ludzi NLPZ odgrywają ważną rolę w lecz...
Doświadczenia własne w leczeniu antycytokinowym
Celem pracy była ocena skuteczności i powikłań terapii lekami blokującymi TNF-alfa u chorych na reumatoidalne zapalenie stawów oporne na leczenie standardowe. W zależności od dostępności leku 26 chorych otrzymało infliks...
Współistnienie ziarniniaka Wegenera i tocznia rumieniowatego układowego – opis przypadku z dyskusyjnym rozpoznaniem
Układowe zapalenia naczyń są heterogenną grupą chorób charakteryzującą się naciekiem z komórek zapalnych i martwicą ścian naczyń krwionośnych lub okolicy okołonaczyniowej. Są dominującym objawem wielu różnych jednostek k...
Krzyżowo reagujące przeciwciała antyfosfolipidowe jako marker obecności endotoksyny w surowicach i płynach stawowych uzyskanych od pacjentów z zapaleniami stawów
Analizując grupy surowic i płynów stawowych pochodzące z różnych zapaleń stawów, autorzy zauważyli, że częstość występowania przeciwciał aCl w tych grupach była wysoka (ok. 30–40% – zbliżona do częstości w chorobach z au...
Sacroiliitis: diagnostic difficulty. Case report
A case of sacroiliitis of an 11-year-old girl with strong pain, fever and high inflammatory indices, probably caused by bacterial infection. In differential diagnosis rheumatoid process was taken into account. MR was an...