Osteoarthrose (OA) ist durch eine zunehmende Zerstörung des Gelenkknorpels charakterisiert. Zurzeit steht keine Behandlung zur Verfügung, die eine Heilung herbeiführt oder ein Fortschreiten der OA verhindert. Daher besteht ein Bedarf an krankheits-modifizierenden OA Medikamenten. In diesem Zusammenhang ist der Wachstums- und Differenzierungsfaktor 5 (GDF5) ein vielversprechender Kandidat. GDF5 spielt während der Knorpelentwicklung und bei der Knorpelerhaltung im erwachsenen Menschen eine Schlüsselrolle. Es wurde bereits gezeigt, dass GDF5 sowohl die Matrixproduktion im Chondrozyten, als auch die Chondrogenese von mesenchymalen Stammzellen (MSCs) und die Knorpelneubildung in einem OA Modell induziert [1-3]. Zusätzlich werden GDF5 anti-katabole Fähigkeiten zugeschrieben [4]. Somit könnte GDF5 in vivo die Regenerierung von OA Knorpel ermöglichen, wie auch ein Fortschreiten des Knorpelabbaus verhindern. Es wurde jedoch auch gezeigt, dass GDF5 hypertrophe/osteogene Fähigkeiten besitzt [3, 5], die den Aufbau minderwertigen Knorpels und eine unerwünschte Knochenbildung zur Folge haben. Zur Verringerung der Osteogenizität von GDF5 wurden verschiedene GDF5 Mutanten generiert, von denen M1673, W417F und W417R selektiert wurden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, diese Mutanten in Bezug auf ihr therapeutisches Potential hin in zwei Knorpel-produzierenden Zelltypen, den Chondrozyten und den MSCs, zu untersuchen. In früheren Studien zeigte die Mutante M1673 den größten anabolen Effekt in nicht-humanen Chondrozyten. Das erste Ziel dieser Arbeit war es, den anabolen Effekt von M1673 in humanen OA Chondrozyten (hOAC) zu bestätigen. Dies konnte in einem 3D Kultursystem unter modifizierten Bedingungen (leicht erhöhte Osmolarität) nachgewiesen werden. Dabei zeigte sich, dass eine erhöhte Medium-Osmolarität den Phänotyp von Chondrozyten sowie deren Matrixproduktion begünstigt. Zusätzlich wurden Charakteristika der OA (Zytokin und Protease Produktion) reduziert und die Expression von BMPR1a, BMPR1b und BMPR2 erhöht. Unter diesen Kulturbedingungen zeigte M1673 anabole und anti-katabole Effekte in hOAC. Zudem wurde gezeigt, dass M1673 im Vergleich zu GDF5 in hOAC weniger hypertroph sein könnte. Weiterhin wurden die GDF5 Mutanten auf ihr chondrogenes und osteogenes Potential in MSCs getestet. Zunächst wurde gezeigt, dass alle drei Mutanten im Vergleich zu GDF5 eine reduzierte BMPR1a und eine vergleichbare BMPR1b Affinität besitzen. Die GDF5 Mutante M1673 wies das stärkste chondrogene Potential auf und verhinderte gleichzeitig Hypertrophie. Zusätzlich zeigte M1673 im Vergleich zu GDF5 eine reduzierte Osteogenizität. Die initiale Hypothese war, dass Chondrogenese über BMPR1b und Osteogenese über BMPR1a vermittelt wird. Versuche im Rahmen dieser Arbeit konnten allerdings nachweisen, dass BMPR1a sowohl für Chondrogenese als auch für Osteogenese benötigt wird und dass BMPs mit erhöhtem BMPR1a/BMPR1b Ratio Hypertrophie verhindern und Osteogenese verzögern. Zusammenfassend stimulierte M1673 die Knorpelproduktion sowohl in hOAC als auch in MSCs. M1673 zeigte im Vergleich zu GDF5 reduzierte hypertrophe und osteogene Eigenschaften. Somit konnte gezeigt werden, dass M1673 Potential für ein krankheits-modifizierendes OA Medikament besitzt.