Durchbruch zur Wiederherstellung alternder Gelenke könnte bei Arthrose helfen

Mit zunehmendem Alter zeigt sich eine der enttäuschendsten und zugleich nachvollziehbarsten Veränderungen daran, dass Gelenke nicht mehr funktionieren wie vorgesehen: Knie schmerzen beim Hinunterbeugen, Schultern knacken.

Über Jahrzehnte galt die Annahme, dass einmal abgebauter Knorpel in einem Gelenk nicht wieder nachwachsen kann.

Forschende der Stanford University glauben nun jedoch, den Schalter gefunden zu haben, der diesen Prozess bisher hemmt. Sie führten den altersbedingten Knorpelverlust auf ein einzelnes Protein zurück.

Als sie dieses Protein bei Mäusen blockierten, begann alter, abgenutzter Knorpel wieder dicker zu werden.

15-PGDH und der altersbedingte Knorpelverlust

Bei dem Protein handelt es sich um ein Enzym namens 15-PGDH, das bereits umfassend mit dem Altern in Verbindung gebracht wurde.

Mit zunehmendem Alter nimmt die Menge von 15-PGDH bekanntermaßen zu. Dadurch beeinträchtigt es Moleküle, die Gewebe reparieren und Entzündungen verringern.

Diese Verbindung zum Altern brachte das Stanford-Team auf die Frage, ob dasselbe Protein auch Arthrose antreiben könnte – eine Erkrankung, die durch den Abbau von Kollagen im Knorpel entsteht und Schmerzen sowie Entzündungen im Gelenk verursacht.

Bei alten Mäusen führte die Blockade von 15-PGDH dazu, dass bereits abgeriebener Knorpel dicker wurde.

Bei jungen Mäusen mit einer frischen Verletzung verhinderte sie zudem die Arthrose, die normalerweise darauf folgt. Dafür erzeugten die Forschenden bei den Mäusen das Äquivalent eines Risses des vorderen Kreuzbands und blockierten anschließend 15-PGDH. Die Arthrose, die nach einer solchen Verletzung gewöhnlich zu erwarten wäre, trat nicht auf.

Besonders bemerkenswert ist, dass Stammzellen in dieser Studie offenbar keine Rolle spielten.

Stattdessen konnten Chondrozyten – erwachsene Zellen, die Knorpel bereits aufbauen und erhalten – gesünder werden, sobald 15-PGDH verringert wurde.

„Dies ist ein neuer Weg zur Regeneration erwachsenen Gewebes und birgt ein erhebliches klinisches Potenzial für die Behandlung von Arthritis infolge von Alterung oder Verletzungen“, sagte die Stammzellbiologin Helen Blau von der Stanford University im November vergangenen Jahres, als die Forschung erstmals veröffentlicht wurde.

„Wir suchten nach Stammzellen, aber sie sind eindeutig nicht beteiligt. Das ist sehr aufregend.“

Wie unten zu sehen ist, ähnelte der Knorpel alter Mäuse, bei denen 15-PGDH blockiert worden war (ganz rechts), dem jungen, gesunden Knorpel (links).

Behandelter alter Knorpel (ganz rechts, rot angefärbt) sah jungem, gesundem Knorpel (ganz links, rot angefärbt) deutlich ähnlicher. (Singla et al., Science, 2025)

Die Ergebnisse beschränkten sich nicht auf Mäuse. Das Team erprobte den Ansatz auch an menschlichem Knorpel von Personen, die sich einer Kniegelenkersatzoperation unterzogen, und beobachtete dasselbe Muster: Nach der Behandlung war das Gewebe fester und weniger entzündet.

„Der Mechanismus ist ziemlich bemerkenswert und hat unsere Sicht darauf, wie Geweberegeneration erfolgen kann, grundlegend verändert“, erklärte die orthopädische Wissenschaftlerin Nidhi Bhutani.

„Es ist klar, dass ein großer Pool bereits vorhandener Zellen im Knorpel seine Genexpressionsmuster verändert. Wenn wir diese Zellen gezielt für die Regeneration nutzen, könnten wir klinisch insgesamt eine größere Wirkung erzielen.“

Weitere Ansätze gegen Arthrose

Diese mögliche Therapie ist für sich genommen bereits spannend, doch sie ist nur einer von mehreren Kandidaten in einem zunehmend dicht besetzten Wettlauf zur Beendigung von Arthrose.

Die US-Behörde Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) hat mehr als 100 Millionen US-Dollar bereitgestellt, um mehrere Teams zu beschleunigen, die dasselbe Grundziel mit unterschiedlichen biologischen Ansätzen verfolgen. Dies geschieht im Rahmen eines Programms namens NITRO.

Nach zwei Jahren haben diese Teams bei Tieren bereits sowohl Knorpel als auch Knochen regeneriert; der nächste Meilenstein sind Menschen.

Die University of Colorado Boulder, eine der Empfängerinnen dieser Fördergelder, sorgte Anfang dieses Jahres für Schlagzeilen. Dort stellten Forschende ein System zur langsamen Medikamentenfreisetzung vor, das in das geschädigte Gelenk injiziert wird und die körpereigenen Knorpel- und Knochenzellen dazu anregt, sich innerhalb weniger Wochen selbst zu reparieren.

Bisher fanden sämtliche Tests in Tiermodellen statt. Inzwischen haben die Forschenden ihre Arbeit jedoch in ein Unternehmen namens Renovare Therapeutics ausgegliedert, das sich auf klinische Studien am Menschen konzentriert.

„In zwei Jahren konnten wir von einer Moonshot-Idee über die Entwicklung dieser Therapien bis zum Nachweis gelangen, dass sie Arthrose bei Tieren rückgängig machen“, sagte die Chemie- und Bioingenieurin Stephanie Bryant von der University of Colorado Boulder Anfang dieses Jahres in einer Pressemitteilung.

„Unser Ziel ist nicht nur, Schmerzen zu behandeln und das Fortschreiten aufzuhalten, sondern diese Krankheit zu beenden.“

Auch ein Team an der Columbia University erhielt eine ARPA-H-Förderung, verfolgt jedoch einen deutlich anderen Ansatz: Es druckt ein lebendes menschliches Kniegerüst im 3D-Verfahren, das mit Stammzellen besiedelt ist und sich auflöst, während der Körper eigenen Knorpel und Knochen darum herum neu bildet.

Ein 3D-gedrucktes Kniegerüst. (Columbia University)

„NITRO, das erste Programm von ARPA-H, startete mit der Frage: Was wäre, wenn wir unsere Gelenke dazu bringen könnten, sich selbst zu heilen?“, sagte Programmmanager Ross Uhrich.

„Zwei Jahre später ist das nicht nur möglich, sondern wird rasch Realität.“

Semaglutid als möglicher Gelenkschutz

In der Zwischenzeit könnte es eine mögliche Behandlung geben, die bereits weit verbreitet eingesetzt wird.

Eine Studie aus dem Jahr 2026 ergab, dass Semaglutid offenbar Gelenke schützt – anscheinend über einen Mechanismus, der unabhängig von der durch Gewichtsverlust verringerten Belastung funktioniert.

Das Team aus China und den USA stellte fest, dass das Medikament den Stoffwechsel jener Zellen umprogrammiert, die gesunden Knorpel erhalten. So können sie mehr Energie erzeugen.

Bei Mäusen und Menschen mit Adipositas und Arthrose senkte eine Behandlung mit Semaglutid die Schmerzen und verringerte die Knorpeldegeneration.

In den Mäuseversuchen gab es eine Kontrollgruppe, die dieselbe Menge fraß wie die mit Semaglutid behandelten Tiere. Trotz vergleichbarer Gewichtsveränderungen erhielt diese Kontrollgruppe nicht denselben Knorpelschutz, was auf eine vom Gewichtsverlust unabhängige Wirkung direkt auf das Gelenk hindeutet.

Obwohl weitere Forschung erforderlich ist, bietet die Tatsache, dass viele Menschen Semaglutid bereits einnehmen, eine Grundlage für weiterführende Untersuchungen.

Verwandt: Experimentelles Medikament kann Arthrose innerhalb von Wochen rückgängig machen, wie Tierforschung zeigt

Für das Stanford-Team besteht der nächste Schritt in einer klinischen Studie.

Das kann ein langwieriger Prozess sein. Ein 15-PGDH-Blocker gegen Muskelschwäche wurde jedoch bereits in einer früheren Studie am Menschen getestet und zeigte keine Warnsignale hinsichtlich Gesundheit und Sicherheit. Das dürfte den Studienprozess für ähnliche Medikamente beschleunigen.

„Wir sind von diesem möglichen Durchbruch sehr begeistert“, sagte Blau.

„Stellen Sie sich vor, bestehenden Knorpel nachwachsen zu lassen und einen Gelenkersatz zu vermeiden.“

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Clare Watson auf Fakten geprüft und von Clare Watson redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, aber auch nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.