De ontwikkeling van gewrichtskraakbeen: bewijs voor een appositioneel groeimechanisme
Het is algemeen geweten dat kraakbeen groeit door een combinatie van matrixsecretie, celhypertrofie en celproliferatie. De mate waarin deze groei gebeurt door appositionele, in tegenstelling tot interstitiële mechanismen, blijft echter onduidelijk. Gebruik makend van de kniegewrichten van het buideldier Monodelphis domestica om de kraakbeengroei te bestuderen, hebben we een immunohistochemische studie van de TGF-beta familie van kraakbeengroei- en differentiatiefactoren tussen 30 dagen postpartum tot 8 maanden gecombineerd met een stereologische analyse van de kraakbeenmorfologie tijdens de groei. Verder, om een inzicht te krijgen in het ontstaan van de karakteristieke zones in het kraakbeen, hebben we de effecten onderzocht van intra-articulaire toediening van bromodeoxyuridine, een stof die tijdens de celdeling in het DNA wordt opgenomen en verdere celdeling blokkeert. Tijdens de vroege groei kwamen TGF-beta2 en -beta3 op grote schaal tot expressie, maar TGF-beta1 in mindere mate. Na de vorming van het secundaire centrum van ossificatie, werden alle isovormen meer beperkt tot de bovenste helft van de weefseldiepte en hun verdeling was vergelijkbaar met die eerder beschreven voor IGFs, en PCNA-positieve cellen. Stereologische analyse van weefselsecties van het femorale condylarkraakbeen na 3 en 6 maanden toonde aan dat er een toename was van 17% in het totale kraakbeenvolume, maar een afname van 31% in de celdichtheid op basis van een volume-eenheid. Tenslotte toonde een perturbatie van de celcyclus met BrDU, die geïnjecteerd werd in de kniegewrichten van 3-maanden oude dieren en geanalyseerd werd 1 en 4 maanden na de injectie, aan dat de chondrocyten die de overgangszone bezetten uitgeput waren 1 maand na de injectie, wat resulteerde in een verdunning van het gewrichtskraakbeen. Dit effect werd omgekeerd 4 maanden na de injectie. Immunohistochemische analyse toonde aan dat de BrDU-behandeling de expressiepatronen van alle TGF-beta isovormen veranderde, met een duidelijke vermindering van de labelling van TGF-beta1 en -beta3 isovormen in de bovenste helft van de kraakbeendiepte. In het algemeen ondersteunen deze gegevens het idee dat gewrichtskraakbeen groeit door aanhechting aan het gewrichtsoppervlak, eerder dan door interstitiële mechanismen.