15-PGDH als Schlüsselfaktor für Knorpelabbau im Alter
Forschende der Stanford University haben in einer Mausstudie den altersbedingten Verlust von Knorpel auf ein einzelnes Protein zurückgeführt. Das Ergebnis weist auf mögliche Therapien hin, die eines Tages bei älteren Menschen Beweglichkeit zurückbringen und Beschwerden lindern könnten.
Im Zentrum steht das Protein 15-PGDH. Es wird seit Längerem eng mit Alterungsprozessen in Verbindung gebracht: Mit zunehmendem Alter nimmt seine Menge zu, und es stört jene Moleküle, die Gewebe reparieren und Entzündungen dämpfen.
Vor diesem Hintergrund prüfte das Team, ob 15-PGDH auch bei Arthrose eine Rolle spielt. Bei dieser Erkrankung führt Belastung der Gelenke dazu, dass Kollagen im Knorpel abgebaut wird – mit Entzündungen und Schmerzen als Folge.
Versuche in Mäusen: 15-PGDH-Inhibitor stärkt Knieknorpel und verhindert Arthrose
In Experimenten mit alten Mäusen verdickte sich zuvor abgenutzter Knieknorpel, nachdem ein 15-PGDH-Inhibitor verabreicht worden war. In vergleichbaren Tests mit jungen, verletzten Mäusen schützte der Inhibitor zudem vor den typischen Folgen einer verletzungsbedingten Arthrose.
Konkret lösten die Forschenden bei Mäusen das Äquivalent einer Verletzung des vorderen Kreuzbands aus und setzten anschliessend die Behandlung ein. Unter diesen Bedingungen entwickelte sich keine Arthrose – obwohl dies in solchen Mausmodellen normalerweise zu erwarten wäre.
Frühere Ansätze zur Knorpelregeneration hatten unter anderem auf Stammzellen gesetzt. Das war bei gehemmtem 15-PGDH nicht mehr erforderlich. Stattdessen schienen die Chondrozyten, also jene Zellen, die Knorpel bilden und erhalten, in einen gesünderen und funktionaleren Zustand überzugehen.
"This is a new way of regenerating adult tissue, and it has significant clinical promise for treating arthritis due to aging or injury," says microbiologist Helen Blau. "We were looking for stem cells, but they are clearly not involved. It's very exciting."
Behandelte Mäuse zeigten einen gleichmässigeren Gang, was darauf hindeutet, dass sie weniger Schmerzen hatten. Ausserdem belasteten sie ihre verletzten Beine stärker – Hinweise darauf, dass die Wiederherstellung des Knorpels mit einer besseren körperlichen Verfassung einherging.
Ergebnisse aus menschlichem Gewebe und nächste Schritte
Dasselbe Experiment wurde auch mit menschlichen Gewebeproben durchgeführt, die von Personen stammten, bei denen eine Knie-Totalendoprothese eingesetzt wurde. Erneut fanden sich deutliche Anzeichen für Regeneration: Der Knorpel wurde steifer und zeigte weniger Entzündungszeichen.
"The mechanism is quite striking and really shifted our perspective about how tissue regeneration can occur," says orthopaedic scientist Nidhi Bhutani. "It's clear that a large pool of already existing cells in cartilage are changing their gene expression patterns."
"And by targeting these cells for regeneration, we may have an opportunity to have a bigger overall impact clinically."
Obwohl weiterhin viel Arbeit vor ihnen liegt, könnte dieser Ansatz langfristig zu wirksamen Behandlungen führen, die Schäden durch Arthrose – oder durch Alterungsprozesse insgesamt – zurückdrehen. Denkbar wäre eine Zukunft, in der Hüft- und Knie-Totalendoprothesen nicht mehr nötig sind.
Abgesehen vom Ersatz betroffener Gelenke beschränken sich die heutigen Behandlungsmöglichkeiten bei Arthrose weitgehend auf Schmerztherapie. Trotz ermutigender Forschung der vergangenen Jahre gibt es bisher nichts, das die eigentliche Ursache der Erkrankung adressiert.
Als nächster Schritt käme eine klinische Studie infrage. Eine frühere Studie mit einem 15-PGDH-Blocker gegen Muskelschwäche hatte keine Warnsignale im Hinblick auf Gesundheit und Sicherheit gezeigt – das könnte den Weg für Studien mit ähnlichen Wirkstoffen beschleunigen.
"We are very excited about this potential breakthrough," says Blau. "Imagine regrowing existing cartilage and avoiding joint replacement."
Die Forschung wurde in Science veröffentlicht.
Kommentare
Noch keine Kommentare. Sei der Erste!
Kommentar hinterlassen