Stanford University: 15-PGDH-Inhibitor laesst Knorpel bei Osteoarthrose wieder nachwachsen

Forschende der Stanford University haben in einer Mausstudie den altersbedingten Knorpelabbau auf ein einzelnes Protein zurueckgefuehrt. Das Ergebnis deutet auf kuenftige Behandlungen hin, die bei aelteren Menschen Beweglichkeit verbessern und Beschwerden lindern koennten.

15-PGDH als Schluesselfaktor beim Altern des Knorpels

Das Protein 15-PGDH wird seit Laengerem eng mit Alterungsprozessen in Verbindung gebracht: Mit zunehmendem Alter kommt es haeufiger vor und beeintraechtigt Molekuele, die Gewebe reparieren und Entzuendungen abmildern.

Vor diesem Hintergrund fragten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, ob 15-PGDH auch bei Osteoarthritis (Arthrose) eine Rolle spielt. Bei dieser Erkrankung fuehrt Belastung der Gelenke dazu, dass Kollagen im Knorpel abgebaut wird, was Entzuendung und Schmerzen ausloesen kann.

Versuche an Maeusen: 15-PGDH-Inhibitor bremst Osteoarthritis

In Experimenten mit alten Maeusen wurde Knorpel im Knie, der zuvor duenn geworden war, nach Gabe eines 15-PGDH-Inhibitors wieder dicker. In aehnlichen Versuchen mit jungen, verletzten Maeusen schuetzte derselbe Hemmstoff vor den typischen Folgen einer verletzungsbedingten Osteoarthritis.

Die Forschenden setzten bei Maeusen eine Verletzung, die einer Schaedigung des vorderen Kreuzbands entspricht, und verabreichten danach die Behandlung. Unter diesen Bedingungen entwickelte sich keine Osteoarthritis, obwohl dies in solchen Mausmodellen normalerweise zu erwarten waere.

Fruehere Ansaetze zur Knorpelregeneration bezogen unter anderem Stammzellen ein. Als 15-PGDH gehemmt wurde, war dieser Schritt jedoch nicht mehr notwendig: Stattdessen schienen die Chondrozyten, also die Zellen, die Knorpel bilden und erhalten, in einen gesuenderen und besser nutzbaren Zustand ueberzugehen.

"Das ist ein neuer Weg, erwachsenes Gewebe zu regenerieren, und er hat ein erhebliches klinisches Potenzial zur Behandlung von Arthritis durch Alterung oder Verletzung", sagt die Mikrobiologin Helen Blau. "Wir haben nach Stammzellen gesucht, aber sie sind ganz klar nicht beteiligt. Das ist sehr aufregend."

Bei behandelten Maeusen war das Gangbild stabiler, was darauf hindeutet, dass sie weniger Schmerzen hatten. Ausserdem belasteten sie ihre verletzten Beine staerker – Hinweise darauf, dass die Wiederherstellung des Knorpels mit einer verbesserten koerperlichen Gesundheit einherging.

Tests an menschlichem Gewebe und naechste Schritte

Dasselbe Vorgehen pruefte das Team auch an menschlichen Gewebeproben von Personen, die sich einer Knieersatzoperation unterzogen. Erneut zeigten sich deutliche Zeichen von Regeneration: Der Knorpel wurde steifer und wies weniger Anzeichen einer Entzuendung auf.

"Der Mechanismus ist ziemlich beeindruckend und hat unsere Perspektive darauf, wie Geweberegeneration ablaufen kann, wirklich veraendert", sagt die Orthopaedie-Wissenschaftlerin Nidhi Bhutani. "Es ist klar, dass sich ein grosser Pool bereits vorhandener Zellen im Knorpel in ihren Genexpressionsmustern veraendert."

"Und indem wir diese Zellen gezielt zur Regeneration ansprechen, koennten wir klinisch die Chance haben, insgesamt einen groesseren Effekt zu erzielen."

Auch wenn noch viel Arbeit vor ihnen liegt, koennte daraus langfristig eine wirksame Behandlung entstehen, um Schaeden durch Arthritis oder allgemein durch Alterung zurueckzudrehen. Damit koennte eine Zukunft naeherruecken, in der Hueft- und Kniegelenksersatz nicht mehr noetig sind.

Abgesehen vom Ersatz betroffener Gelenke beschraenken sich die derzeitigen Therapieoptionen bei Osteoarthritis weitgehend auf Schmerzbehandlung. Trotz ermutigender Forschung in den letzten Jahren gibt es bislang nichts, was die eigentliche Ursache der Erkrankung angeht.

Als naechster Schritt kommt eine klinische Studie in Frage. Eine fruehere Studie mit einem 15-PGDH-Blocker gegen Muskelschwaeche hatte hinsichtlich Gesundheit und Sicherheit keine Warnsignale ergeben, was die Planung von Studien mit aehnlichen Wirkstoffen beschleunigen duerfte.

"Wir sind sehr begeistert von diesem potenziellen Durchbruch", sagt Blau. "Stellen Sie sich vor, vorhandenen Knorpel nachwachsen zu lassen und einen Gelenksersatz zu vermeiden."

Die Forschung wurde in Science veröffentlicht.