Arthrose-Forschung: Hyalinknorpel steigt bei Mäusen von 22 auf 42 Prozent

In der regenerativen Medizin gilt der Verlust von Gelenkknorpel bislang weitgehend als unumkehrbar. Eine in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlichte Forschungsarbeit von Stanford Medicine zeigt nun jedoch neue Ansätze zur biologischen Wiederherstellung abgenutzten Gewebes auf.

Durch die gezielte Blockade des Enzyms 15-PGDH, das zu den sogenannten Gerozymen zählt und dessen Konzentration im Alter zunimmt, gelang es Forschern bei älteren Labormäusen, die Neubildung von Hyalinknorpel im Kniegelenk anzuregen und die Entwicklung einer Arthrose nach Gelenkverletzungen abzuwenden.

Zelluläre Verschiebungen im Knorpelgewebe

Im Zentrum der Untersuchung stand das Protein 15-PGDH, dessen Menge sich im Knieknorpel von Mäusen im Zuge des natürlichen Alterungsprozesses verdoppelte. Die Wissenschaftler von Stanford Medicine beobachteten im Rahmen einer vierwöchigen Behandlung mit zwei Gaben pro Woche signifikante Veränderungen der zellulären Zusammensetzung im Gelenk.

Dabei sank der Anteil der 15-PGDH-produzierenden Zellpopulation von 8 % auf 3 %. Gleichzeitig verringerte sich der Anteil an Fibroknorpel von 16 % auf 8 %.

Dagegen stieg die Population des funktionell wertvolleren Hyalinknorpels von 22 % auf 42 % an. Der Prozess lief ab, ohne dass Stammzellen daran beteiligt waren.

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Schutz nach Gelenkverletzungen und Tests an menschlichem Gewebe

Neben der altersbedingten Abnutzung untersuchten die Forscher die Wirkung der Blockade nach Verletzungen, die einem Riss des vorderen Kreuzbands (ACL) ähneln.

Solche Traumatas bergen ein hohes Spätfolgenrisiko: Bei Menschen entwickeln etwa 50 % der Patienten mit Verletzungen des vorderen Kreuzbands binnen rund 15 Jahren eine Arthrose. In den Tierversuchen entwickelten unbehandelte Mäuse innerhalb von 4 Wochen eine Arthrose, während behandelte Tiere deutlich seltener erkrankten.

Erste präklinische Tests führte das Team zudem an Knorpelgewebe durch, das Patienten bei Operationen zum künstlichen Kniegelenkersatz (Knie-TEP) entnommen worden war. Unter Laborbedingungen ohne direkte Patientenbehandlung bildete das Gewebe nach einer einwöchigen Behandlung neues, funktionelles Knorpelgewebe. Dabei ging die Zahl der 15-PGDH-produzierenden Zellen zurück, und es setzte eine beginnende Bildung von neuem Gelenkknorpel ein.

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Wirtschaftliche Dimension und Stand der klinischen Forschung

Arthrose stellt Gesundheitssysteme vor erhebliche Belastungen. Nach Angaben von Stanford Medicine betrifft die Erkrankung in den USA rund einen von fünf Erwachsenen und verursacht geschätzte direkte Gesundheitskosten von etwa 65 Milliarden US-Dollar pro Jahr.

Trotz der im Labor beobachteten Geweberegeneration befindet sich die Übertragung auf den Menschen noch im Anfangsstadium. Patienten wurden im Rahmen der Knorpelforschung bislang nicht behandelt. In öffentlichen Studienregistern existiert im Wesentlichen eine derzeit nicht rekrutierende Beobachtungsstudie zum Vorkommen von 15-PGDH in Blut und Gelenkflüssigkeit.

Ein oraler Blocker des Enzyms hat bisher lediglich frühe Sicherheitstests bei gesunden Freiwilligen im Zusammenhang mit altersbedingter Muskelschwäche durchlaufen. Die Wirksamkeit des Ansatzes zur Knorpeltherapie beim Menschen muss in künftigen Studien erst noch nachgewiesen werden.

de | wissenschaft | 70250209 |