Хондрогенез, дифференцировка хондроцитов и метаболизм суставного хряща в норме и при остеоартрите

Хондрогенез происходит в результате конденсации мезенхимных клеток и дифференцировки клеток — предшественников хондроцитов. После хондрогенеза хондроциты либо остаются покоящимися клетками и формируют суставной хрящ, либо пролиферируют, подвергаются терминальной дифференцировке с развитием гипертрофии и вступают в апоптоз в рамках процесса, называемого энхондральным окостенением, при котором гипертрофированный хрящ замещается костью. Суставной хрящ взрослого человека представляет собой сложную ткань, состоящую из матриксных белков; её состав различается в поверхностных и глубоких слоях, а также в нагружаемых и ненагружаемых зонах. Существенным препятствием для восстановления хряща с помощью стволовых клеток и других стратегий тканевой инженерии является неспособность резидентных хондроцитов формировать новый матрикс с теми же свойствами, которые он приобретает в процессе развития. Поэтому изучение и сопоставление механизмов ремоделирования хряща в процессе развития, при остеоартрите (ОА) и старении может привести к разработке более эффективных стратегий профилактики повреждения хряща и стимуляции его восстановления. Ключевой протеиназой, характеризующей прогрессирование ОА, является матриксная металлопротеиназа 13 (MMP-13) — основная коллагеназа, расщепляющая коллаген II типа; её активность регулируется сигналами, связанными со стрессом и воспалением. Мы и другие исследователи обнаружили, что в хряще человека при ОА присутствуют общие медиаторы этих процессов. Кроме того, в моделях ОА у мышей мы наблюдаем временную и пространственную экспрессию этих медиаторов на ранних и поздних стадиях заболевания и анализируем последствия выключения критически важных генов или их трансгенной сверхэкспрессии. Поскольку хондроциты взрослого человека в норме находятся в состоянии покоя и поддерживают матрикс при низкой скорости обмена, понимание механизмов их фенотипической перестройки, способствующей разрушению матрикса и патологическому восстановлению при ОА, может привести к выявлению ключевых терапевтических мишеней для блокирования повреждения хряща и эффективного восстановления его структуры.