Joint disease biomarkers - discovery and application
- Reference number
- ID15-0035
- Start and end dates
- 160401-200930
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Life Sciences
Summary
Osteoarthritis (OA) is a severe chronic disabling disease characterized by an abnormal destruction of articular cartilage, which eventually results in joint pain and a loss of peripheral joint function (1-3). However, the exact mechanisms that mediate the catabolic events leading to the destruction of the articular cartilage are yet poorly understood. Diagnosis is late since technology to detect the early cases is lacking. The current project will add to our understanding of the target tissue biology and identify molecular alterations (generation of protein fragments) and their mechanisms in pathology that are central to development of joint failure. New findings will be coupled to new therapeutic candidates, as well as development of novel biomarkers of joint tissue turnover allowing early detection and disease monitoring. This application focuses on a combination using mass spectrometric approaches as well as the development of novel antibody based biomarker assays. We focus our work on the cartilage destruction, a common feature in joint diseases as OA and rheumatoid arthritis (RA). We study degradation events in cartilage and how fragments formed (identified by mass spectrometry) may contribute to novel therapy by new understanding of disease mechanisms. We then apply our biomarker assays using ex vivo experiments with potential therapeutic interventions. The new biomarkers will also be evaluated using clinical samples from patient cohorts
Popular science description
En stor grupp av sjukdomar i rörelseapparaten drabbar lederna. Tyvärr saknas effektiv behandling för artros (OA) som utgör mer än 90% av fallen. Bristen på diagnostik för tidig identifiering av OA medför att det saknas kunskap om den tidiga utvecklingen. Vid alla ledsjukdomar föreligger en inflammatorisk process, som är intensiv vid RA och mer ”lågmäld” vid OA. Inflammation leder till bildning av faktorer som är negativa för ledens vävnader genom att stimulera till ökad nedbrytning och hämmad reparation. Vi tillsätter cytokiner till broskvävnad in vitro för att simulera inflammation och därmed aktivera skadliga processer framför allt i form av nedbrytning av proteiner som är viktiga för vävnadens funktion. Genom att identifiera exakt var i sin sekvens proteiner klyvs öppnar vi för ny diagnostik som baseras på upptäckt och mätning av de nya ändar som bildas. Vi kommer att generera flera antikroppar som specifikt känner igen sådana ändar (neoepitoper). Dessa är grunden i utvecklingen av metoder för kvantitering av biomarkörer t.ex. ELISA för analys av biologiska prover från patienter med skilda ledsjukdomar vid olika stadier för att kartlägga vad de enskilda specifika markörerna avspeglar. Genom vår tillgång på metoder att följa nedbrytningen av broskvävnaden har vi med automatik utvärderingsmetodik för effekter av framtida behandling. Vi kommer i slutfasen av detta projekt att initiera studier där vi påverkar vår in vitro modell av brosknedbrytning med potentiella läkemedel och följer hur nivåerna på våra nya biomarkörer förändras. Vår ökade kunskap och nya analysmetoder för tidiga stadier av artros kommer att ge nya möjligheter både till diagnostik, förutspå progression och på sikt även ha betydelse för ny behandling.