Title:
Marker und Verfahren zur Beurteilung der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur sowie zur in vitro Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle oder einer Synovialzelle
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Markers zur Beurteilung der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur, wobei es sich bei dem Marker um wenigstens einen Marker handelt, welcher aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE ausgewählt ist, wobei das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers bestimmt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines Markers zur in vitro Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle und/oder einer Synovialzelle, ein Verfahren zur Beurteilung der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur, ein in vitro Verfahren zur Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle und/oder einer Synovialzelle, die Verwendung einer Zellkultur zur Herstellung eines Arzneimittels für neuartige Therapien sowie die Verwendung eines Kits zur Durchführung der genannten Verfahren.




Inventors:
Benz, Karin, Dr. (73037, Göppingen, DE)
Gaissmaier, Christoph, Dr. (72127, Kusterdingen, DE)
Application Number:
DE102016213684A
Publication Date:
02/01/2018
Filing Date:
07/26/2016
Assignee:
TETEC Tissue Engineering Technologies AG, 72770 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102014201528A1N/A2014-10-02



Foreign References:
EP21325622012-05-23
Other References:
ZHOU, C. [u.a.]: Gene expression profiles reveal that chondrogenic progenitor cells and synovial cells are closely related. J. Orthop. Res. (2014) 32 (8) 981-8
Attorney, Agent or Firm:
Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner mbB, 70174, Stuttgart, DE
Claims:
1. Verwendung eines Markers zur Beurteilung der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Marker um wenigstens einen Marker handelt, welcher aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE ausgewählt ist, wobei das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers bestimmt wird.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer aus der Zellkultur gewonnenen Zellprobe bestimmt wird

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Zellkultur um eine Knorpelzellkultur handelt.

4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Zellkultur um eine Synovialzellkultur handelt.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellkultur Zellen aufweist, welche aus einem Knorpelbiopsat stammen.

6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellkultur Zellen aufweist, welche aus einem Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, insbesondere einem Knorpelgewebefragment davon, stammen.

7. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Biopsat um ein Biopsat aus einem Gelenk, insbesondere Kniegelenk, handelt.

8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellkultur Zellen aufweist, welche aus einem Synovialgewebebiopsat stammen.

9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Marker aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker ausgewählt ist, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwertes anzeigt, dass die Zellkultur Knorpelzellen aufweist.

10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert gleich oder größer ist als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer reinen Synovialzellkultur.

11. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Marker aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker ausgewählt ist, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwertes anzeigt, dass die Zellkultur Synovialzellen aufweist.

12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert gleich oder größer ist als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer reinen Knorpelzellkultur.

13. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expressionsniveau auf RNA-Basis, vorzugsweise mRNA-Basis, bestimmt wird.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Expressionsniveau auf Protein-Basis bestimmt wird.

15. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Expressionsniveau mittels Polymerase-Kettenreaktion wie Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion, eines Elektrophorese-Assays, insbesondere Gelelektrophorese-Assays wie Southern Blot, Northern Blot oder Western Blot, Protein-Chips, Antikörper, eines Immunassays wie ELISAs, eines LUMINEX-Immun-Assays oder ELISpot Assays, eines Immunfluoreszenz-Assays, eines immunhistochemischen Assays, eines radioimmunologischen Assays, Proteom-Analyse, eines chromatographiebasierten Assays wie HPLC oder Gelchromatographie, eines massenspektroskopischen Assays oder eines Durchflusszytometrie-Assays bestimmt wird.

16. Verwendung eines Markers zur in vitro Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle und/oder Synovialzelle, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Marker um wenigstens einen Marker handelt, welcher aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE ausgewählt ist, wobei das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer aus einer Zellkultur gewonnenen Zellprobe bestimmt wird.

17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Marker aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker ausgewählt ist, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwertes anzeigt, dass es sich bei der Zelle um eine Knorpelzelle handelt.

18. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert gleich oder größer ist als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer Synovialzelle.

19. Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Marker aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker ausgewählt ist, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwertes anzeigt, dass es sich bei der Zelle um eine Synovialzelle handelt.

20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert gleich oder größer ist als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer Knorpelzelle.

21. Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, weiter gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 2 bis 8 und 13 bis 15

22. Verfahren zur Beurteilung der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur, aufweisend die folgenden Schritte:
a) Gewinnen einer Zellprobe aus einer Zellkultur,
b) Bestimmen des Expressionsniveaus wenigstens eines Markers in der Zellprobe und
c) Bestimmen der Zusammensetzung oder Reinheit der Zellkultur basierend auf dem Expressionsniveau des wenigstens einen Markers,
dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Marker ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker.

23. In vitro Verfahren zur Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle und/oder einer Synovialzelle, insbesondere zur Diskriminierung zwischen einer Knorpelzelle und einer Synovialzelle, aufweisend die folgenden Schritte:
a) Bestimmen des Expressionsniveaus wenigstens eines Markers in einer aus einer Zellkultur gewonnenen Zellprobe und
b) Bestimmen der Identität der Zelle basierend auf dem Expressionsniveau des wenigstens einen Markers,
dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Marker ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker.

24. Verwendung einer Zellkultur zur Herstellung eines Arzneimittels für neuartige Therapien, insbesondere eines Tissue-Engineering-Produkts, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung oder Reinheit der Zellkultur mittels eines Markers nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder mittels eines Verfahrens nach Anspruch 22 bestimmt worden ist.

25. Verwendung eines Kits zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Kit wenigstens eine Komponente zum Nachweis wenigstens eines Markers, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, aufweist.

Description:
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft Marker zur Beurteilung der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur, zur in vitro Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle oder einer Synovialzelle, ein Verfahren zur Beurteilung der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur, ein in vitro Verfahren zur Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle oder einer Synovialzelle, die Verwendung einer Zellkultur zur Herstellung eines Arzneimittels für neuartige Therapien sowie die Verwendung eines Kits zur Durchführung der vorstehend genannten Verfahren.

An die Qualität von zellbasierten Arzneimitteln, insbesondere zellbasierten Tissue-Engineering-Produkten, werden zunehmend hohe Anforderungen gestellt. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Reinheit sowie Identität von zur Herstellung von zellbasierten Arzneimitteln verwendeten Zellen.

Dies stellt insbesondere für Knorpelzellkulturen ein großes Problem dar. Derartige Kulturen werden häufig unter Verwendung von autologen Knorpelzellen angesetzt und kommen nach einer bestimmten Kultivierungszeit im Rahmen einer Matrix-assoziierten autologen Knorpelzelltransplantation zum Einsatz.

Die besondere Problematik besteht darin, dass sich die verschiedenen Zelltypen mesenchymalen Ursprungs, wie beispielsweise Osteoblasten, Synovialzellen sowie mesenchymale Stammzellen, nicht sehr unterscheiden und daher mittels herkömmlicher Marker praktisch nicht zu unterscheiden sind.

Als kontaminierende Zelltypen können bei Knorpelzellkulturen grundsätzlich Endothelzellen, Osteoblasten sowie Synovialzellen als bedeutsam angesehen werden. Besonders kritisch sind jedoch Synovialzellen, da sie sich – im Gegensatz zu Endothelzellen und Osteoblasten – unter üblichen Kulturbedingungen häufig ähnlich wie Knorpelzellen verhalten.

Verfahren zur Beurteilung von Zellen und Zellkulturen sind bereits aus der EP 2 132 562 B9 bekannt. Gleichwohl besteht weiterhin ein Bedarf an alternativen oder verbesserten Möglichkeiten zur Durchführung von Reinheitskontrollen bei Zellkulturen sowie zur Identitätsbestimmung von Zellen.

AUFGABE UND LÖSUNG

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, Marker bereitzustellen, welche eine Reinheitskontrolle von Zellkulturen, insbesondere Knorpelzell- und/oder Synovialzellkulturen, ermöglichen.

Weiterhin stellt sich die Erfindung die Aufgabe, Marker bereitzustellen, welche einen Identitätsnachweis von Knorpelzellen und/oder Synovialzellen erlauben.

Des Weiteren stellt sich die Erfindung die Aufgabe, Marker bereitzustellen, welche eine Diskriminierung von Knorpelzellen und Synovialzellen ermöglichen.

Darüber hinaus stellt sich die Erfindung die Aufgabe, entsprechende in vitro Verfahren und die Verwendung eines Kits zur Durchführung der in vitro Verfahren sowie die Verwendung einer Zellkultur zur Herstellung eines Arzneimittels für neuartige Therapien bereitzustellen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines Markers gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 16, durch ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 22 und 23, durch die Verwendung einer Zellkultur gemäß Anspruch 24 sowie durch die Verwendung eines Kits gemäß Anspruch 25. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht. Weitere Lösungsvorschläge sind in der vorliegenden Beschreibung offenbart.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Markers zur Beurteilung, insbesondere zur Bestimmung, der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur.

Der Marker zeichnet sich besonders dadurch aus, dass es sich um wenigstens einen Marker handelt, welcher aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE ausgewählt ist, wobei das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers bestimmt wird.

Der Ausdruck „wenigstens ein Marker“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung einen der oben genannten Marker oder eine Kombination von zwei oder mehr Markern, d.h. eine Kombination aus zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf, dreizehn, vierzehn, fünfzehn, oder sechzehn, der oben genannten Marker oder eine Kombination von allen der oben genannten Marker bedeuten.

Weiterhin kann der Ausdruck „Marker“ im Sinne der vorliegenden Erfindung allgemein ein Genprodukt, d.h. das Ergebnis der Expression, wie insbesondere die messenger RNA (mRNA), auch als Boten-RNA bezeichnet, oder das Protein, eines oder mehrerer der oben genannten Marker bedeuten.

Unter dem Ausdruck „Expressionsniveau“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Expressionsniveau auf RNA-Basis, insbesondere messenger RNA-Basis (mRNA-Basis), und/oder ein Expressionsniveau auf Protein-Basis verstanden werden.

Der in der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit dem Ausdruck „Expressionsniveau“ verwendete Ausdruck „bestimmen“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung jedes biochemische und/oder biotechnologische Verfahren umfassen, mittels dessen das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers, insbesondere auf RNA- oder Protein-Basis, erfasst, insbesondere quantitativ erfasst, werden kann.

Den Erfindern ist es im Rahmen einer auf massenspektroskopischen Untersuchungen basierenden Proteom-Analyse mit nachgeschalteter bioinformatischer Auswertung gelungen, Knorpelzellmarker, d.h. Chondrozytenmarker, sowie Synovialzellmarker, d.h. Synoviozytenmarker, zu identifizieren, welche dazu geeignet sind, eine Reinheitskontrolle von Zellkulturen, insbesondere Knorpelzell- und/oder Synovialzellkulturen, und/oder einen Nachweis der Identität von Knorpelzellen, d.h. Chondrozyten, und/oder Synovialzellen, d.h. Synoviozyten bzw. Synovialfibroblasten, zu ermöglichen. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung identifizierten Marker erlauben insbesondere den Nachweis einer Synovialzellverunreinigung in Knorpelzellkulturen und/oder den Nachweis der Anwesenheit von Knorpelzellen in einer Synovialzellkultur und/oder die Diskriminierung zwischen Knorpelzellen und Synovialzellen.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Marker können daher auch als Knorpellzell- bzw. Chondrozytenmarker, d.h. als Reinheits- bzw. Qualitätsmarker und/oder Identitätsmarker für Knorpelzellen bzw. Chondrozyten, und/oder als Synovialzell- bzw. Synoviozytenmarker, d.h. als Reinheits- bzw. Qualitätsmarker und/oder Identitätsmarker für Synovialzellen bzw. Synoviozyten, bezeichnet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer aus der Zellkultur gewonnenen Zellprobe bestimmt.

Unter dem Ausdruck „Zellprobe“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine zellhaltige oder eine aus Zellen bestehende Probe verstanden werden, welche der Zellkultur entnommen wird.

In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Marker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker.

In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Marker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um das Protein von POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE oder um eine Proteinkombination von wenigstens zwei der genannten Marker.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um das Protein von POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN oder um eine Proteinkombination von wenigsten zwei der genannten Marker handeln. Alternativ kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um das Protein von DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE oder um eine Proteinkombination von wenigstens zwei der genannten Marker handeln.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine RNA, insbesondere um die mRNA, von POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE oder um eine RNA-Kombination, insbesondere mRNA-Kombination, von wenigstens zwei der genannten Marker.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine RNA, insbesondere mRNA, von POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN oder um eine RNA-Kombination, insbesondere mRNA-Kombination, von wenigsten zwei der genannten Marker handeln. Alternativ kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine RNA, insbesondere um die mRNA, von DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE oder um eine RNA-Kombination, insbesondere mRNA-Kombination, von wenigstens zwei der genannten Marker handeln.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um POSTN. POSTN wird als Protein auch als „Periostin“ oder „Osteoblast-spezifischer Faktor OSF-2“ bezeichnet. Periostin ist ein Ligand für alpha-V/beta-3 sowie alpha-V/beta-5 Integrine zur Unterstützung der Adhäsion und Migration von Epithelzellen.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von POSTN und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von POSTN und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um SYNPO. Als Protein wird SYNPO auch als „Synaptopodin“ bezeichnet. Synaptopodin ist ein cytoplasmatisches aktinassoziiertes Protein mit einer Molekülmasse von etwa 73 kDa. Synaptopodin kommt sowohl in den Podocyten von Nieren als auch im Großhirn vor.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SYNPO und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SYNPO und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um MMP1. Als Protein wird MMP1 auch als „Matrix-Metalloproteinase-1“, „Interstitiale Collagenase“ oder „Fibroblast Kollagenase““ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von MMP1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von MMP1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um SULF1. Als Protein wird SULF1 auch als „Sulfatase 1“ bezeichnet. Sulfatase 1 ist ein Enzym, welches selektiv 6-O-Sulfatgruppen von Heparansulfat entfernt.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SULF1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SULF1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um ARHGEF28. Als Protein wird ARHGEF28 auch als „Rho Guanine Nucleotide Exchange Factor 28“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von ARHGEF28 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von ARHGEF28 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um IGF2BP1. Als Protein wird IGF2BP1 auch als „Insulin-Like Growth Factor 2 mRNA Binding Protein 1“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von IGF2BP1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von IGF2BP1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, BAIAP2L1, LIMCH1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um BAIAP2L1. Als Protein wird BAIAP2L1 auch als „Brain-specific angiogenesis inhibitor 1-associated protein 2-like protein 1 (BAI1-associated protein 2-like protein 1)“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von BAIAP2L1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von BAIAP2L1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, LIMCH1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um LIMCH1. Als Protein wird LIMCH1 auch als „LIM and Calponin Homology Domains 1“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von LIMCH1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von LIMCH1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1 und SCIN.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um SCIN. Als Protein wird SCIN auch als „Scinderin“ oder „Adseverin“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SCIN und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SCIN und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1 und LIMCH1.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um DCLK1. Als Protein wird DCLK1 auch als „doublecortin like kinase-1“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von DCLK1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von DCLK1 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um PPL. Als Protein wird PPL auch als „Periplakin“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von PPL und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von PPL und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um CRABP2. Als Protein wird CRABP2 auch als „cellular retinoic acid-binding protein 2“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von CRABP2 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von CRABP2 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um NES. Als Protein wird NES auch als „Nestin“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von NES und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von NES und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, XPNPEP2, SLIT3 und ACE.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um XPNPEP2. Als Protein wird XPNPEP2 auch als „X-Prolyl Aminopeptidase“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von XPNPEP2 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, SLIT3 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von XPNPEP2 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, SLIT3 und ACE.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um SLIT3. Als Protein wird SLIT3 auch als „Slit Guidance Ligand 3“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SLIT3 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2 und ACE, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von SLIT3 und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2 und ACE.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um ACE. Als Protein wird ACE auch als „Angiotensin converting enzyme (Angiotensin-konvertierendes Enzym)“ bezeichnet.

Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von ACE und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2 und SLIT3, handeln.

Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Marker um eine Kombination von ACE und wenigstens einem weiteren Marker, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2 und SLIT3.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Zellkultur um eine Knorpelzellkultur bzw. Chondrozytenkultur.

Unter dem Ausdruck „Knorpelzellkultur“ bzw. „Chondrozytenkultur“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Kultur verstanden werden, welche ausgehend von Knorpelgewebe mittels enzymatischem Verdau und anschließender Kultivierung der nach dem Verdau erhaltenen Zellen hergestellt bzw. herstellbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Zellkultur um eine Synovialzellkultur bzw. Synoviozytenkultur. Unter dem Ausdruck „Synovialzellkultur“ bzw. „Synoviozytenkultur“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Kultur verstanden werden, welche ausgehend von Synovialgewebe mittels enzymatischem Verdau und anschließender Kultivierung der nach dem Verdau erhaltenen Zellen hergestellt bzw. herstellbar ist.

Die Zellkultur weist in einer weiteren Ausführungsform Zellen auf, welche aus einem Knorpelbiopsat stammen. Insbesondere kann die Zellkultur Zellen aufweisen, welche aus einem Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, insbesondere einem Knorpelgewebefragment davon, stammen.

Bei dem Biopsat, insbesondere Knorpelbiopsat oder Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, handelt es sich vorzugsweise um ein Biopsat aus einem Gelenk, insbesondere Kniegelenk.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Zellkultur Zellen auf, welche aus einem Synovialgewebebiopsat stammen.

In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Marker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwerts anzeigt, dass die Zellkultur Knorpelzellen bzw. Chondrozyten aufweist. Der Schwellenwert ist vorzugsweise gleich oder größer als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer reinen Synovialzellkultur. Unter dem Ausdruck „reine Synovialzellkultur“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Synovialzellkultur verstanden werden, welche Zellen ausschließlich in Form von Synovialzellen bzw. Synoviozyten aufweist. Die in diesem Absatz genannten Marker können im Sinne der vorliegenden Erfindung daher auch als Knorpelzellmarker bzw. Chondrozytenmarker bezeichnet werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Marker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwerts anzeigt, dass die Zellkultur Synovialzellen bzw. Synoviozyten aufweist. Der Schwellenwert ist vorzugsweise gleich oder größer als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer reinen Knorpelzellkultur. Unter dem Ausdruck „reine Knorpelzellkultur“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Knorpelzellkultur verstanden werden, welche Zellen ausschließlich in Form von Knorpelzellen bzw. Chondrozyten aufweist. Die in diesem Absatz genannten Marker können im Sinne der vorliegenden Erfindung daher auch als Synovialzellmarker bzw. Synoviozytenmarker bezeichnet werden.

Das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers wird in einer weiteren Ausführungsform auf RNA-Basis, vorzugsweise messenger-RNA-Basis (mRNA-Basis), bestimmt.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers auf Protein-Basis bestimmt.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers mittels Polymerase-Kettenreaktion wie Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion oder quantitative Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion, eines Elektrophorese-Assays, eines Gelelektrophorese-Assays wie Southern Blot, Northern Blot oder Western Blot, Protein-Chips, Antikörper, eines Immunassays wie ELISAs, eines LUMINEX-Immunassays oder ELISpot Assays, eines Immunfluoreszenz-Assays, eines immunhistochemischen Assays, eines radioimmunologischen Assays, Proteom-Analyse, eines Chromatographie-basierten Assays wie HPLC oder Gelchromatographie, eines massenspektroskopischen Assays oder eines Durchflusszytometrie-Assays bestimmt.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Markers zur in vitro Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle (Chondrozyten) und/oder einer Synovialzelle (Synoviozyten), insbesondere zur Diskriminierung (Unterscheidung) zwischen einer Knorpelzelle und einer Synovialzelle.

Bei dem Marker handelt es sich um wenigstens einen Marker, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, wobei das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer aus einer Zellkultur gewonnenen Zellprobe bestimmt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Marker aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker ausgewählt, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwertes anzeigt, dass es sich bei der Zelle um eine Knorpelzelle bzw. Chondrozyten handelt. Der Schwellenwert ist vorzugsweise gleich oder größer als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer Synovialzelle bzw. in einem Synoviozyten.

In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Marker aus der Gruppe bestehend aus DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker ausgewählt, wobei ein Expressionsniveau des wenigstens einen Markers oberhalb eines definierten Schwellenwertes anzeigt, dass es sich bei der Zelle um eine Synovialzelle bzw. einen Synoviozyten handelt. Der Schwellenwert ist vorzugsweise gleich oder größer als das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer Knorpelzelle bzw. in einem Chondrozyten.

Die Zellkultur weist in einer weiteren Ausführungsform Zellen auf, welche aus einem Knorpelbiopsat stammen. Insbesondere kann die Zellkultur Zellen aufweisen, welche aus einem Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, insbesondere einem Knorpelgewebefragment davon, stammen.

Bei dem Biopsat, insbesondere Knorpelbiopsat oder Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, handelt es sich vorzugsweise um ein Biopsat aus einem Gelenk, insbesondere Kniegelenk.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Zellkultur Zellen auf, welche aus einem Synovialgewebebiopsat stammen.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der Verwendung, insbesondere des wenigstens einen Markers, wird zur Vermeidung von Wiederholungen vollständig auf die im Rahmen der bisherigen Beschreibung gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort beschriebenen Ausführungsformen gelten (sinngemäß) auch für die Verwendung des Markers gemäß zweitem Erfindungsaspekt.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beurteilung, insbesondere zur Bestimmung, der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur.

Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • a) Gewinnen einer Zellprobe aus einer Zellkultur,
  • b) Bestimmen des Expressionsniveaus wenigstens eines Markers in der Zellprobe und
  • c) Bestimmen der Zusammensetzung oder Reinheit der Zellkultur basierend auf dem Expressionsniveau des wenigstens einen Markers.

Das Verfahren zeichnet sich besonders dadurch aus, dass der wenigstens eine Marker ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker.

Die Zellkultur weist in einer weiteren Ausführungsform Zellen auf, welche aus einem Knorpelbiopsat stammen. Insbesondere kann die Zellkultur Zellen aufweisen, welche aus einem Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, insbesondere einem Knorpelgewebefragment davon, stammen.

Bei dem Biopsat, insbesondere Knorpelbiopsat oder Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, handelt es sich vorzugsweise um ein Biopsat aus einem Gelenk, insbesondere Kniegelenk.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Zellkultur Zellen auf, welche aus einem Synovialgewebebiopsat stammen.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Verfahrens, insbesondere des wenigstens einen Markers, wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen der bisherigen Beschreibung, insbesondere des ersten Erfindungsaspekts, gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort beschriebenen Ausführungsformen gelten (sinngemäß) auch für das Verfahren gemäß drittem Erfindungsaspekt.

Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein in vitro Verfahren zur Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle (Chondrozyten) und/oder einer Synovialzelle (Synoviozyten), insbesondere zur Diskriminierung (Unterscheidung) zwischen einer Knorpelzelle und einer Synovialzelle.

Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • a) Bestimmen des Expressionsniveaus wenigstens eines Markers in einer aus einer Zellkultur gewonnenen Zellprobe und
  • b) Bestimmen der Identität der Zelle basierend auf dem Expressionsniveau des wenigstens einen Markers.

Das Verfahren zeichnet sich besonders dadurch aus, dass der wenigstens eine Marker ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3, ACE und Kombinationen von wenigstens zwei der genannten Marker.

Die Zellkultur weist in einer weiteren Ausführungsform Zellen auf, welche aus einem Knorpelbiopsat stammen. Insbesondere kann die Zellkultur Zellen aufweisen, welche aus einem Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, insbesondere einem Knorpelgewebefragment davon, stammen.

Bei dem Biopsat, insbesondere Knorpelbiopsat oder Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, handelt es sich vorzugsweise um ein Biopsat aus einem Gelenk, insbesondere Kniegelenk.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Zellkultur Zellen auf, welche aus einem Synovialgewebebiopsat stammen.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Verfahrens, insbesondere des wenigstens einen Markers, wird ebenso vollständig auf die im Rahmen der bisherigen Beschreibung, insbesondere des ersten und zweiten Erfindungsaspekts, gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort beschriebenen Ausführungsformen gelten (sinngemäß) auch für das Verfahren gemäß viertem Erfindungsaspekt.

Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung einen Marker zur Verwendung bei der Beurteilung, insbesondere zur Verwendung bei der Bestimmung, der Zusammensetzung oder Reinheit einer Zellkultur.

Bei dem Marker handelt es sich um wenigstens einen Marker, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, wobei das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers bestimmt wird.

Die Zellkultur weist in einer weiteren Ausführungsform Zellen auf, welche aus einem Knorpelbiopsat stammen. Insbesondere kann die Zellkultur Zellen aufweisen, welche aus einem Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, insbesondere einem Knorpelgewebefragment davon, stammen.

Bei dem Biopsat, insbesondere Knorpelbiopsat oder Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, handelt es sich vorzugsweise um ein Biopsat aus einem Gelenk, insbesondere Kniegelenk.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Zellkultur Zellen auf, welche aus einem Synovialgewebebiopsat stammen.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Markers wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen der bisherigen Beschreibung, insbesondere des ersten Erfindungsaspekts, gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort beschriebenen Ausführungsformen gelten (sinngemäß) auch für den Marker gemäß fünftem Erfindungsaspekt.

Gemäß einem sechsten Aspekt betrifft die Erfindung einen Marker zur Verwendung bei der in vitro Bestimmung der Identität einer Knorpelzelle (Chondrozyten) und/oder einer Synovialzelle (Synoviozyten), insbesondere zur Verwendung bei der in vitro Diskriminierung (Unterscheidung) zwischen einer Knorpelzelle und einer Synovialzelle.

Bei dem Marker handelt es sich um wenigstens einen Marker, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE, wobei das Expressionsniveau des wenigstens einen Markers in einer aus einer Zellkultur gewonnenen Zellprobe bestimmt wird.

Die Zellkultur weist in einer weiteren Ausführungsform Zellen auf, welche aus einem Knorpelbiopsat stammen. Insbesondere kann die Zellkultur Zellen aufweisen, welche aus einem Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, insbesondere einem Knorpelgewebefragment davon, stammen.

Bei dem Biopsat, insbesondere Knorpelbiopsat oder Knorpel-Knochen-Stanzbiopsat, handelt es sich vorzugsweise um ein Biopsat aus einem Gelenk, insbesondere Kniegelenk.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Zellkultur Zellen auf, welche aus einem Synovialgewebebiopsat stammen.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Markers wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen der bisherigen Beschreibung, insbesondere des ersten und zweiten Erfindungsaspekts, gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort beschriebenen Ausführungsformen gelten (sinngemäß) auch für den Marker gemäß sechstem Erfindungsaspekt.

Gemäß einem siebten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung einer Zellkultur, vorzugsweise Knorpelzellkultur bzw. Chondrozytenkultur, zur Herstellung eines Arzneimittels für neuartige Therapien bzw. eines (in vitro) mit Zellen versehenen Implantats, vorzugsweise Tissue-Engineering-Produkts.

Die Zusammensetzung oder Reinheit der Zellkultur ist dabei mittels eines Markers gemäß erstem oder fünftem Erfindungsaspekt oder mittels eines Verfahrens gemäß drittem Erfindungsaspekt bestimmt worden.

Das Arzneimittel für neuartige Therapien bzw. das Implantat weist vorzugsweise Knorpelzellen bzw. Chondrozyten auf.

Bei dem Arzneimittel für neuartige Therapien kann es sich beispielsweise um ein zellhaltiges Zwei-Komponenten-System, insbesondere nach Art eines Kits, handeln, wobei eine Komponente ein mit thiolreaktiven Gruppen wie Maleimidgruppen funktionalisiertes Albumin, insbesondere humanes Serumalbumin, sowie autologe Chondrozyten und die zweite Komponente einen mit Thiolgruppen funktionalisierten Vernetzer, wie beispielsweise Dithio-Polyethylenglykol (unverzweigtes Polyethylenglykol mit zwei endständigen Thiolgruppen), aufweist. Ein derartiges Arzneimittel für neuartige Therapien wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung Novocart® Inject vertrieben.

Alternativ kann es sich bei dem Arzneimittel für neuartige Therapien um ein mit autologen Chondrozyten inokkuliertes Implantat auf Basis von Kollagen handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Arzneimittel für neuartige Therapien um ein zweischichtig aufgebautes, mit autologen Chondrozyten inokkuliertes Implantat handeln, bei welchem eine Schicht membranförmig, insbesondere in Form einer Perikard-Membran, und die zweite Schicht schwammförmig und offenporig, insbesondere mit säulenförmigen Poren, ausgebildet ist, wobei die Chondrozyten in der zweiten bzw. schwammförmigen Schicht enthalten sind. Ein derartiges Implantat wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung Novocart® 3D kommerziell vertrieben.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der Verwendung wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen der bisherigen Beschreibung, insbesondere des ersten, dritten und fünften Erfindungsaspekts, gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort beschriebenen Ausführungsformen gelten (sinngemäß) auch für die Verwendung gemäß siebtem Erfindungsaspekt.

Gemäß einem achten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Kits zur Durchführung eines Verfahrens gemäß drittem oder viertem Erfindungsaspekt.

Das Kit weist wenigstens eine Komponente zum Nachweis wenigstens eines Markers auf, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus POSTN, SYNPO, MMP1, SULF1, ARHGEF28, IGF2BP1, BAIAP2L1, LIMCH1, SCIN, DCLK1, PPL, CRABP2, NES, XPNPEP2, SLIT3 und ACE.

Bei der Komponente kann es sich insbesondere um einen Antikörper, wie beispielsweise Abfang- und/oder Detektionsantikörper, Farbstoff wie Fluoreszenzfarbstoff, Beads, Pufferlösung, Nährlösung, Waschlösung, Primer (Oligonukleotide, welche als Startpunkt für DNA-replizierende Enzyme wie die DNA-Polymerase dienen) oder um eine Mischung/Kombination von wenigstens zwei der genannten Komponenten handeln.

Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Kits, insbesondere des wenigstens einen Markers, wird zur Vermeidung von Wiederholungen ebenfalls vollständig auf die im Rahmen der bisherigen Beschreibung gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort beschriebenen Ausführungsformen gelten (sinngemäß) auch für das Kit gemäß achtem Erfindungsaspekt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Form von Ausführungsbeispielen. Hierbei können einzelne Merkmale jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne diese hierauf zu beschränken.

FIGURENKURZBESCHRIEBUNG

1: Scatterplot-Vergleich der log10-transformierten Synoviozyten/Chondrozyten LQF-Intensitäten von Donor 1 (X-Achse) zu den anderen 4 Donoren. Die Ursprungsgerade mit der Steigung 1 entspricht einer 100%ige Korrelation zwischen den Wiederholungsexperimenten. Proteine, die im MeanRank-Test als in einem Zelltyp höher exprimiert eingestuft wurden, sind in rot dargestellt.

2: Vulkanplot-Darstellung zur Visualisierung der Mittelwerte der log10-transformierten Synoviozyten/Chondrozyten LFQ-Intensitäten(mean LFQ ratios) gegenüber den Standardabweichungen der Verhältnisse aller Proteine, die im mindestens 3 von 5 Wiederholungsexperimenten quantifiziert wurden. Die schwarze vertikale Linie zeigt die Grenze zwischen positiven (= höhere Expression in Synoviozyten) und negativen (= höhere Expression in Chondrozyten) LFQ-Verhältnissen an. Die gestrichelten Linien zeigen jeweils einen 2- bzw. 10-fachen Unterschied in der Proteinexpression an (entspricht ±0,3 und ±1 auf der logarithmischen Skala).

3: Vulkan-Plot zur Visualisierung der Unterschiede im PeptideCount zwischen Synoviozyten und Chondrozyten und den zugehörigen Unterschieden im q-Wert für alle Proteine, die nicht im MeanRank-Test verwendet wurden. PeptideCount Unterschiede > 1 bedeuten eine höhere Expression in Synoviozyten und PeptideCount Unterschiede |< 1 bedeuten eine höhere Expression in Chondrozyten. Die in der Studie 1 schon als Biomarker-Kandidaten eingestuften Proteine sind mittels Gennamen gekennzeichnet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE1. Material und Methoden1.1 Zellkultur, Inhibitorbehandlung und Zelllyse

Die verwendeten Chondrozyten und Synoviozyten stammten aus dem Kniegelenk verstorbener Spender aus den USA. Das Gewebe wurde mittels zweier Skalpelle sehr fein zerkleinert und mit Kollagenase für 24h, 5% CO2 und 37°C, verdaut. Das Synovialgewebe wurde während der ganzen Kultivierung identisch zum Knorpelgewebe behandelt. Nach dem Verdau erfolgte eine Inkubation in Chondrozytenmedium für 48 h, 5% CO2 und 37°C stehend. Anschließend wurden die Zellen durch einen Zellsieb gegeben, abzentrifugiert und in frischem Chondrozytenmedium expandiert. Die Zellen wurden bei 2–3 maligem Medienwechsel je nach Wachstum 19 bis maximal 23 Tage kultiviert.

Nach der Kultivierung wurden die Zellen mit Trypsin von der Kulturoberfläche abgelöst, mit PBS gewaschen, eingefroren und auf Trockeneis zu Evotec München versendet.

Die Zelllyse und die enzymatische Spaltung der Proteine wurde gemäß eines kürzlich publizierten Protokolls durchgeführt (Kulak, N. A., Pichler, G., Paron, I., Nagaraj, N., and Mann, M. (2014). Minimal, encapsulated proteomic-sample processing applied to copy-number estimation in eukaryotic cells. Nat Methods 11, 319–324). Die Zellen wurden zunächst bei –80 °C gelagert, dann bevor der Lyse auf Eis gestellt. Die Lyse wurde mit einem kalten Lyse-Puffer (1% w/v SDC, 10 mM TCEP, 40 mM CAA, 100 mM Tris pH 8,5) durchgeführt. Zellextrakte wurden sofort bei 99°C für 10 min. inkubiert und anschließend auf Eis dreimal für 30 Sekunden mit Ultraschall behandelt. Danach wurde der Zelldebris durch Zentrifugation entfernt. Der Überstand wurde in eine neues Reaktionsgefäß überführt und die Proteinkonzentration bestimmt (BCA Assay, Pierce). Für die anschließende enzymatische Proteinspaltung wurden von jeden Zelllysat 150 µg verwendet. Insgesamt wurden je 10 Chondrozyten- und 10 Synoviozytenkulturen für die Analyse verwendet.

1.2 Probenvorbereitung für die Massenspektrometrie (MS)

Die Proteine in den Zelllysaten wurden mit 10 MM TCEP (Tris(2-Carboxyethyl)phosphin) reduziert und in Gegenwart von 40 mM CAA (2-Chloroacetamid) alkyliert. Nach Zentrifugation wurde jeweils ein 150 µg Aliquot des klaren Lysates 1:2 mit H2O verdünnt und eine 1:1 Mischung von Endopeptidase Lys-C (Wako) und Trypsin (Promega) in einem Enzym zu Protein Verhältnis von 1:50 zugegeben und über Nacht inkubiert. Die entstandene Peptid-Mischung wurde durch die Zugabe von 99% Ethylacetat und 1 % TFA angesäuert und anschließend mittels einer Strata-X-C Säule (100 mg Sorptionsmittel, Phenomenex) entsalzt. Die Peptide wurden mit 80 % Acetonitril und 5 % v/v Ammoniumhydroxid eluiert, in flüssigem Stickstoff schockgefroren und lyophilisiert. Anschließend wurden die Peptide mittels Reversed Phase Chromatografie bei hohem pH fraktioniert (Wang, Y., Yang, F., Gritsenko, M. A., Clauss, T., Liu, T., Shen, Y., Monroe, M. E., Lopez-Ferrer, D., Reno, T., Moore, R. J., et al. (2011). Reversed-phase chromatography with multiple fraction concatenation strategy for proteome profiling of human MCF10A cells. Proteomics 11, 2019–2026). Dazu wurden die Peptide in 20 mM Ammoniumformiat (pH 10, Puffer A) rekonstituiert, dann auf eine XBridge C18, 200 × 4,6 mm analytische Säule (Waters) eines Äkta Explorer System (GE Healthcare) geladen und mittels eines segmentierten Gradienten mit aufsteigender Acetonitril Konzentration von 7 % bis 30 % Puffer B (Puffer A mit 80 % Acetronitril) über 15 min. und anschließend für 5 min. mit einem Gradienten bis 55 % aufgetrennt. Die gesammelten Fraktionen der eluierten Peptide wurden dann in nicht-linearer Weise so vereint, dass insgesamt 12 Proben entstanden. Die Proben wurden dann mit einer selbst hergestellten C18 STAGEtip Säulen entsalzt (Rappsilber, J., Mann, M., and Ishihama, Y. (2007). Protocol for micro-purification, enrichment, pre-fractionation and storage of peptides for proteomics using StageTips. Nat Protoc 2, 1896–1906). Für die massenspektrometrische Analyse wurden die Peptide in 0,5 % Ameisensäure rekonstituiert.

1.3 Massenspektrometrische Analyse

Alle LC-MS/MS Analysen wurden auf einem Q Exactive Plus Massenspektrometer (Thermo Fisher Scientific) mit Easy n-LC 1000 UPLC System (Thermo Fisher Scientific) durchgeführt. Die Proben wurden mit einem Autosampler auf eine 40 cm Quarzglas-Emmissionsquelle (New Objective) geladen, die mit reverse phase Material (Reprusil-Pur C18-AQ, 3 µm, Dr. Maisch GmbH) bis zu einem maximalen Druck von 800 bar gefüllt wurde. Die gebundenen Peptide wurden in einer Laufzeit von 125 min. für die Analyse aller fraktionierten Proben eluiert. Peptide wurden mittels einer Nanoelektrospray-Ionenquelle (Proxeon Biosystems) direkt in das Massenspektrometer gesprüht. Das Massenspektrometer wurde in einem Daten abhängigen Modus betrieben, um automatisch zwischen MS Gesamtscans in einer Auflösung von R = 70.000 (bei m/z = 200) mit einem Targetwert von 3.000.000 Counts (max. Injektionszeit = 45 ms) und MS/MS Fragmentationsscans bei R = 17.500 und einem Targetwert von 100.000 Ionen wechseln zu können. Die 10 intensivsten Peptid-Ionen wurden mittels HCD (higher-energy collisional dissociation) ausgewählt.

1.4 Datenverarbeitung

Alle Rohdaten, die im Rahmen der Untersuchungen erhalten wurden, wurden mit der MaxQuant Software Suite (Version 1.5.3.2) für Peptid und Protein-Identifizierung und Quantifizierung unter Nutzung der humanen SwissProt Datenbank (Version 03 2014) prozessiert (Cox, J., and Mann, M. (2008). MaxQuant enables high peptide identification rates, individualized p.p.b.-range mass accuracies and proteome-wide protein quantification. Nat Biotechnol 26, 1367–1372; Olsen, J. V., Vermeulen, M., Santamaria, A., Kumar, C., Miller, M. L., Jensen, L. J., Gnad, F., Cox, J., Jensen, T. S., Nigg, E. A., et al. (2010). Quantitative phosphoproteomics reveals widespread full phosphorylation site occupancy during mitosis. Sci Signal 3, ra3). Die markierungsfreie Quantifizierungsmöglichkeit wurde aktiviert, während die „match between runs“ Funktion abgeschaltet wurde. Die maximal zulässige Abweichung der Massen war 4,5 ppm für MS und 20 ppm für MS2 Peaks. Carbamidomethylierung von Cysteinen wurde als feste Modifikation eingegebenen, Oxidation von Methionin und N-terminale Acetylierung wurden als variable Modifikationen festgelegt. Alle Peptide mussten eine minimale Länge von 7 Aminosäuren aufweisen und es wurde ein Maximum von zwei nicht gespaltenen tryptischen Schnittstellen (missed cleavages) zugelassen. Die FDR (false discovery rate) für Protein- und Peptid-Identifizierung wurde auf 1 % gesetzt.

1.5 Bioinformatische Datenanalyse

Die Proteinintensitäten der markierungsfreien Quantifizierung (LFQ, label-free quantification) wurden für die Kalkulation der Verhältnis der Synoviozyten und der Chondrozyten desselben Donors verwendet. Dieses Paaren resultierte in insgesamt 5 Replikaten. Die erhaltenen Verhältnisse wurden dann log10-transformiert und für die weitere Datenanalyse verwendet. Proteine, die als Kontaminanten oder reverse-hits in der Decoy-Datenbank markiert waren, wurden aus der modifizierten MaxQuant Proteingruppen-Tabelle entfernt. Signifikante Expressionsunterschiede von Proteinen mit LFQ-Verhältnissen in drei oder mehr Replikaten wurden mittels dem nicht-parametrischen „one-sample MeanRank“-Test (Klammer M., Dybowski J. N., Hoffmann D., and Schaab C. (2014). Identification of significant features by the Global Mean Rank test. PLoS One. 2014, Aug 13; 9(8):e104504. doi: 10.1371) bestimmt. Der MeanRank-Test ist ein globaler Rang-basierter Test, der die FDR (false discovery rate) zuverlässig kontrolliert.

Proteine mit Verhältnissen in weniger als 3 Replikaten wurden einem nicht-parametrischen „PeptideCount“-Test unterzogen, der die individuellen Peptidcounts für ein gegebenes Protein benützt. Für jedes Protein wurde der mittlere Unterschied in den PeptideCounts zwischen Chondrozyten und Synoviozyten bestimmt. Gruppen-Labels wurden dann permutiert und das Auftreten von größeren Unterschieden wurde über alle Proteine hinweg gezählt. Das wurde für alle möglichen Permutationen wiederholt, indem die durchschnittliche Zahl von falsch entdeckten benutzt wurde, um die false discovery (FD) eines gegebenen Proteins abzuschätzen.

Für die kombinierte Analyse der beiden Studien wurden insgesamt 10 Donoren mit zusammengehörigen Chondrozyten und Synoviozyten verwendet. Signifikante Expressionsunterschiede in Proteinen mit LFQ Verhältnissen in mindestens 7 Replikaten wurden mittels MeanRank-Test bestimmt und alle anderen Proteine wurden dem nicht-parametrischen „PeptideCount“-Test unterworfen.

1.6 Vergleich der beiden Datensätze:

Um die Ergebnisse der beiden Einzelstudien mit je 5 Donoren vergleichen zu können, wurden die Daten entweder über die UniProtKB Identifier und/oder über den Genname abgeglichen. Basierend auf der Qualität des Abgleiches wurden diese in die folgenden vier Kategorien eingeteilt: (++) identische UniProtKB Identifier; (+) teilweise identische UniProtKB Identifier und identische Gennamen; (+/–) teilweise identische UniProtKB Identifier und teilweise passender Genname; (–) nichts zutreffendes.

1.7 Genexpressionsanalyse

Am Ende der Kultivierung wurde von den abgelösten Zellen ein Aliquot von 0,5 Mio. für die Analyse der Genexpression abgenommen, abzentrifugiert und das Zellpellet mit Lysepuffer lysiert. Die anschließende RNA Isolation erfolgt mittels RNeasy mini kit 250 (Qiagen). Die cDNA Synthese erfolgt mittels Advantage® RT for PCR kit (Clontech).

Genspezifische Primersequenzen wurden am NCBI mit PrimerBlast designed und von Biotez synthetisiert. Die Primer wurden in einer Konzentration von 100nM bzw. 200nM/Well verwendet und die Expression der mRNA mittels des real-time PCR Verfahren am LC480 von Roche analysiert. Zur Detektion der amplifizierten Sequenzen wurde der Fluoreszenzfarbstoff SYBR Green verwendet.

2. Ergebnisse:

Insgesamt konnten bei einer festgelegten FDR von < 1 % 10.702 verschiedene Proteine identifiziert werden. Für Chondrozten und Synoviozyten wurde eine ähnliche Anzahl von Proteinen identifiziert (10.550 bzw. 10.462). Die Identifizierungen basieren auf mehr als 2.300.000 Peptid-Evidenzen und auf 162.299 identifizierten Peptiden. Über alle Experimente hinweg konnte eine vergleichbare Anzahl von Proteinen identifiziert werden, was für die grundsätzliche Robustheit des angewendeten Workflows für die Proteomanalyse spricht.

Um die Reproduzierbarkeit der Proteinquantifizierung über biologische Replikate von 5 Donoren mit zusammengehörigen Chondrozyten- und Synoviozyten-Präparationen hinweg zu zeigen, wurden Scatterplot-Analysen der markierungsfreien Quantifizierungsverhältnisse (LFQ ratio) durchgeführt. Dazu wurden die Intensitäten der LFQ in log10-transformierte Verhältnisse umgewandelt, die das Verhältnis der Synoviozyten LFQ-Intensität zur LFQ-Intensität der Chondrozyten darstellen.

Exemplarisch sind die Ergebnisse für Donor 1 in 1 dargestellt. Neben einer großen Wolke von log10-transformierten Proteinverhältnissen um Null herum (= um ein lineares Verhältnis von etwa 1 herum), was bedeutet, dass die Proteine in beiden Zelltypen gleich exprimiert sind, findet man einige Proteine, die eine unterschiedliche Häufigkeit in den beiden Zelltypen besitzen. Die Scatterplot-Vergleiche zeigen eine hohe Korrelation der Donoren, da die überwiegende Mehrheit der Proteine auf einer Ursprungsgerade mit der Steigung 1 liegen. Die erhaltenen Ergebnisse waren für beide Studien vergleichbar.

Im nächsten Schritt wurden weitere Datenanalysen durchgeführt, um Proteine mit signifikant unterschiedlichen Expressionsniveaus zwischen den beiden Zelltypen zu identifizieren. Dafür wurden alle Proteine, die in mindestens 3 der 5 biologischen Replikaten quantifiziert wurden, einer statistischen Analyse unterworfen. Insgesamt erfüllten 7.361 Proteine in Studie 2 und 5.378 Proteine in Studie 1 diese Anforderungen. Signifikante und reproduzierbare Veränderungen wurden durch Anwendung des MeanRank-Test bei einer FDR von 10 % (q-Werte ≤ 0,1) (Klammer M., Dybowski J. N., Hoffmann D., and Schaab C. (2014). Identification of significant features by the Global Mean Rank test. PLoS One. 2014, Aug 13; 9(8):e104504. doi: 10.1371) identifiziert. Die angewandte FDR von 10 % ist dabei ein willkürlich gewählter Wert, der als geeignet für die weiteren bioinformatischen Analysen der Studie, wie gene ontology enrichment und interaction-network analysis, erschien. Die Verteilung der Proteine mit signifikant unterschiedlicher Proteinexpression zwischen den beiden Zelltypen kann mit Hilfe von sogenannten „Vulkanplots“ visualisiert werden. Hierfür wurden die Mittelwerte der log10-transformierten Synoviozyten/Chondrozyten LFQ Intensitäten (mean LFQ ratio) gegen die Standardabweichung der Verhältnisse aller Proteine aufgetragen. Alle Proteine mit differentieller Expression zwischen den beiden Zelltypen sind in rot dargestellt. Proteine, die als „Biomarker-Kandidaten“ eingestuft wurden, wurden namentlich markiert.

Nach Anwendung des MeanRank-Test erwiesen sich ca. 15 % aller Proteine, die im Test analysiert wurden, als signifikant unterschiedlich in Chondrozyten und Synoviozyten (insgesamt 1.135). Um Markerproteine zu identifizieren, die möglichst exklusiv nur in einem der beiden Zelltypen exprimiert wurden, wurde im nächsten Schritt ein „PeptideCount“ durchgeführt. Dieser Test vergleicht die durchschnittliche Anzahl von Peptiden, mit denen ein Protein in den beiden Zelltypen identifiziert wurde. Insgesamt wurden für diesen Test 3.340 Proteine verwendet, von denen 16 Proteine differentiell exprimiert waren (10 % FDR, q-Werte ≤ 0,1). Von diesen 16 Proteinen waren 8 jeweils nur in einem Zelltyp exprimiert bzw. in einem Zelltyp signifikant höher exprimiert.

Ausgewählte Proteine mit spezifischer Proteinexpression in Chondroyzten oder Synoviozyten, die anhand des „PeptideCount“-Test in beiden Studien gefunden wurden, sind in Tabelle 1 dargestellt.

Proteine, die mittels bioinformatischer Analyse als signifikant unterschiedlich exprimiert ermittelt wurden, sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Für die als „Biomarker-Kandidaten“ eingestuften Proteine wurde im Folgenden zusätzlich der Unterschied in der Proteinexpression zwischen den beiden Zelltypen (fold-difference) und die mittleren PeptideCounts zusammengefasst (Tabelle 3).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • EP 2132562 B9 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • Kulak, N. A., Pichler, G., Paron, I., Nagaraj, N., and Mann, M. (2014). Minimal, encapsulated proteomic-sample processing applied to copy-number estimation in eukaryotic cells. Nat Methods 11, 319–324 [0137]
  • Wang, Y., Yang, F., Gritsenko, M. A., Clauss, T., Liu, T., Shen, Y., Monroe, M. E., Lopez-Ferrer, D., Reno, T., Moore, R. J., et al. (2011). Reversed-phase chromatography with multiple fraction concatenation strategy for proteome profiling of human MCF10A cells. Proteomics 11, 2019–2026 [0138]
  • Rappsilber, J., Mann, M., and Ishihama, Y. (2007). Protocol for micro-purification, enrichment, pre-fractionation and storage of peptides for proteomics using StageTips. Nat Protoc 2, 1896–1906 [0138]
  • Cox, J., and Mann, M. (2008). MaxQuant enables high peptide identification rates, individualized p.p.b.-range mass accuracies and proteome-wide protein quantification. Nat Biotechnol 26, 1367–1372 [0140]
  • Olsen, J. V., Vermeulen, M., Santamaria, A., Kumar, C., Miller, M. L., Jensen, L. J., Gnad, F., Cox, J., Jensen, T. S., Nigg, E. A., et al. (2010). Quantitative phosphoproteomics reveals widespread full phosphorylation site occupancy during mitosis. Sci Signal 3, ra3 [0140]
  • Klammer M., Dybowski J. N., Hoffmann D., and Schaab C. (2014). Identification of significant features by the Global Mean Rank test. PLoS One. 2014, Aug 13; 9(8):e104504. doi: 10.1371 [0141]
  • Klammer M., Dybowski J. N., Hoffmann D., and Schaab C. (2014). Identification of significant features by the Global Mean Rank test. PLoS One. 2014, Aug 13; 9(8):e104504. doi: 10.1371 [0150]