15-PGDH könnte Knorpel bei Arthrose regenerieren

Eine Studie von Forschenden der Stanford University an Mäusen hat den altersbedingten Verlust von Knorpel auf ein einzelnes Protein zurückgeführt. Das eröffnet die Aussicht auf Behandlungen, die älteren Menschen eines Tages ihre Beweglichkeit zurückgeben und Beschwerden lindern könnten.

Das Protein 15-PGDH wird seit Längerem umfassend mit dem Altern in Verbindung gebracht: Mit zunehmendem Alter kommt es häufiger vor und beeinträchtigt Moleküle, die Gewebe reparieren und Entzündungen verringern.

Daher untersuchte das Forschungsteam, ob 15-PGDH auch bei Arthrose eine Rolle spielt. Bei dieser Erkrankung führt die Belastung der Gelenke zum Abbau von Kollagen im Knorpel, was Entzündungen und Schmerzen verursacht.

15-PGDH-Inhibitor fördert Knorpelregeneration bei Mäusen

Bei alten Mäusen verdickte sich zuvor abgenutzter Knieknorpel, nachdem ein 15-PGDH-Inhibitor verabreicht worden war. In vergleichbaren Versuchen mit jungen Mäusen, die eine Verletzung erlitten hatten, schützte der Inhibitor vor den üblichen Folgen einer verletzungsbedingten Arthrose.

Als die Forschenden bei Mäusen das Äquivalent einer Verletzung des vorderen Kreuzbands auslösten und anschliessend die Behandlung einsetzten, entwickelte sich keine Arthrose – obwohl dies bei solchen Mausmodellen normalerweise zu erwarten wäre.

Frühere Ansätze zur Knorpelregeneration setzten unter anderem auf Stammzellen. Bei einer Hemmung von 15-PGDH waren diese jedoch nicht mehr erforderlich. Stattdessen wandelten sich die Chondrozyten, also die Zellen, die Knorpel bilden und erhalten, in einen gesünderen und funktionelleren Zustand um.

„Dies ist eine neue Methode zur Regeneration von erwachsenem Gewebe und besitzt erhebliches klinisches Potenzial für die Behandlung von Arthritis infolge von Alterung oder Verletzungen“, sagt die Mikrobiologin Helen Blau. „Wir haben nach Stammzellen gesucht, doch sie sind eindeutig nicht beteiligt. Das ist sehr aufregend.“

Die behandelten Mäuse zeigten ein gleichmässigeres Gangbild, was darauf hindeutet, dass sie weniger Schmerzen hatten. Zudem belasteten sie ihre verletzten Beine stärker – Hinweise darauf, dass die Wiederherstellung des Knorpels mit einer besseren körperlichen Verfassung einherging.

Versuche mit menschlichem Knieknorpel

Dasselbe Experiment wurde auch mit menschlichen Gewebeproben durchgeführt, die von Personen stammten, denen ein Kniegelenk ersetzt wurde. Erneut zeigten sich deutliche Anzeichen einer Regeneration: Der Knorpel wurde fester und wies weniger Entzündungsmerkmale auf.

„Der Mechanismus ist bemerkenswert und hat unsere Sicht darauf, wie Geweberegeneration ablaufen kann, grundlegend verändert“, sagt die orthopädische Wissenschaftlerin Nidhi Bhutani. „Es ist offensichtlich, dass ein grosser Bestand bereits vorhandener Zellen im Knorpel seine Muster der Genexpression verändert.“

„Indem wir diese Zellen gezielt für die Regeneration nutzen, könnten wir klinisch insgesamt eine grössere Wirkung erzielen.“

Neue Perspektive für die Arthrosebehandlung

Obwohl noch viel Forschungsarbeit nötig ist, könnte daraus letztlich eine wirksame Behandlung entstehen, um die durch Arthrose oder das Altern allgemein verursachten Schäden rückgängig zu machen. Möglicherweise steuern wir auf eine Zukunft zu, in der Hüft- und Kniegelenkersatz nicht mehr erforderlich sind.

Abgesehen vom Ersatz der betroffenen Gelenke beschränken sich die derzeitigen Behandlungsmöglichkeiten bei Arthrose auf die Schmerzlinderung. Trotz vielversprechender Forschung der vergangenen Jahre gibt es bislang keine Therapie, die an der Ursache der Erkrankung ansetzt.

Zu den nächsten Schritten könnte eine klinische Studie gehören. Eine frühere Studie mit einem 15-PGDH-Blocker gegen Muskelschwäche lieferte hinsichtlich Gesundheit und Sicherheit keine Warnsignale, was Studien zu ähnlichen Medikamenten beschleunigen dürfte.

„Wir sind von diesem möglichen Durchbruch sehr begeistert“, sagt Blau. „Stellen Sie sich vor, vorhandenen Knorpel nachwachsen zu lassen und einen Gelenkersatz zu vermeiden.“

Die Forschungsergebnisse wurden in Science veröffentlicht.