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Gesundheit+Medizin

Nasenknorpel könnte Arthrose im Knie lindern

Ein Mediziner entnimmt einem Patienten Nasenknorpel-Gewebe zur Zucht von Reparaturmaterial fürs Knie. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)

Arthrose ist eine der Hauptursachen für chronische Schmerzen und eingeschränkte Mobilität. Forscher haben nun einen möglichen Behandlungsansatz vorgestellt: Mit Knorpelzellen aus der Nasenscheidewand ist es ihnen bei Mäusen, Schafen und zwei Patienten gelungen, durch Arthrose verursachte Knorpelschäden im Knie zu reparieren. Die Nasenknorpelzellen hielten dabei nicht nur den Belastungen durch die chronische Entzündung im Knie stand, sondern wirkten den Entzündungssymptomen sogar entgegen. In klinischen Studien wollen die Forscher die Behandlung nun an weiteren Patienten erproben.

Millionen Menschen weltweit leiden an Arthrose, einer degenerativen Gelenkerkrankung, bei der der Knorpel fortschreitend geschädigt und abgebaut wird. Bislang stehen nur Behandlungsmöglichkeiten der Symptome zur Verfügung, die zwar der Entzündung und den damit einhergehenden Schmerzen entgegenwirken, aber weder den Krankheitsverlauf aufhalten noch den verlorenen Knorpel regenerieren können. Als letzter Ausweg kommen Prothesen in Frage. Da deren Haltbarkeit jedoch begrenzt ist, ist diese Option gerade für junge Menschen ungünstig.

Von der Nase ins Knie

Ein Team um Lina Acevedo Rua vom Universitätsspital Basel hat nun eine mögliche Behandlung für Kniegelenksarthrose gefunden: natürlicher Ersatz aus dem Nasenknorpel des Patienten. Seit vielen Jahren widmet sich das Forschungsteam der Frage, wie Nasenknorpelzellen dazu beitragen können, Knorpelschäden an anderen Stellen im Körper zu reparieren. „Anders als Knorpel aus Gelenken können Knorpelzellen aus der Nasenscheidewand sehr einfach entnommen werden und lassen sich überdies besser vermehren“, schreiben die Forscher. „Außerdem ist der Nasenknorpel auch bei Arthrosepatienten gesund.“

Dennoch stellte Arthrose die Forscher vor Herausforderungen. Während sie für Sportverletzungen bereits in klinischen Studien gezeigt haben, dass der Ersatz aus der Nase helfen kann, war lange nicht klar, ob der Ansatz auch für Patienten mit Arthrose geeignet ist. Denn bei ihnen ist die Gewebeumgebung im Knie von anhaltenden Entzündungsreaktionen geprägt. „Wir mussten zuerst testen, ob der Knorpelersatz durch die Entzündungsfaktoren angegriffen und degeneriert wird“, erklärt Ruas Kollege Ivan Martin.

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Erfolgreich in Zellkultur und Tierversuchen

Dazu kultivierten die Forscher Knorpelzellen aus der menschlichen Nasenscheidewand im Labor und setzten sie Entzündungsfaktoren aus, wie sie für eine Arthrose typisch sind. Überdies implantierten sie Knorpelgewebe, das sie aus menschlichen Nasenknorpelzellen gezüchtet hatten, in Gelenke von Mäusen und Schafen mit Arthrose. Auf diese Weise konnten sie testen, inwieweit der Knorpel entzündlichen und mechanischen Belastungen standhält.

Das Ergebnis: Wie erhofft, konnte der Nasenknorpel Entzündungen trotzen und im Gelenk eine stabile Knorpelmatrix ausbilden. Zusätzlich zeigte sich, dass er sogar einen wichtigen Entzündungssignalweg in den betroffenen Zellen herunterreguliert und somit die Entzündung lindert. „Das könnte erklären, warum der Nasenknorpel in der entzündlichen Umgebung so gute Ergebnisse liefert“, schreiben die Forscher. Zu den besonderen Eigenschaften des Nasenknorpels im Vergleich zu Gelenkknorpel erklärt Martin: „Diese Knorpelzellen stammen – anders als die Knorpelgewebe der Gelenke – von Vorläuferzellen aus einem spezialisierten Embryonalgewebe, dem Neuroektoderm, ab und zeichnen sich daher durch eine hohe Regenerations- und Anpassungsfähigkeit aus. Auch aus Nasenknorpelzellen gezüchtetes Gewebe könnte diese speziellen Eigenschaften aufweisen.“

Vielversprechende Ergebnisse bei menschlichen Patienten

Als nächsten Schritt behandelten Rue und ihre Kollegen zwei Mitte 30-jährige Patienten, die aufgrund einer Fehlstellung der Beinknochen an schwerer Arthrose litten. Ohne den Versuch der Forscher hätten beide Patienten eine Kniegelenkprothese gebraucht. Die Forscher entnahmen den Probanden Knorpelzellen aus der Nase, züchteten diese im Labor zu einem stabilen Knorpelgewebe und implantierten dieses in die geschädigten Kniegelenke.

„Beide Patienten gaben an, seit dem Eingriff weniger Schmerzen und eine erhöhte Lebensqualität zu haben“, berichten die Forscher. Zusätzlich überprüften sie den Erfolg durch MRT-Scans der behandelten Knie, bei einem Patienten nach drei Monaten, beim anderen nach 14 Monaten. „Die MRT-Aufnahmen zeigten, dass sich ein homogenes Reparaturgewebe gebildet hat, das den Defekt bis zum Niveau des umgebenden Knorpels auffüllte“, so die Forscher. Bei der Person, die nach 14 Monaten untersucht wurde, stellten sie zudem fest, dass die Knochen wieder einen größeren Abstand zueinander aufwiesen.

„Wir haben mit unseren Ergebnissen die biologische Basis für eine Therapie gelegt und sind vorsichtig optimistisch, dass wir Betroffenen in Zukunft eine Alternative zur Kniegelenksprothese anbieten können“, sagt Martin. Der Ansatz soll nun in klinischen Studien mit mehr Patienten getestet werden. Zudem wollen die Forscher daran arbeiten, auch andere Arten von Arthrose mithilfe von Nasenknorpel zu behandeln.

Quelle: Lina Acevedo Rua (Universitätsspital Basel, Schweiz) et al., Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitm.aaz4499

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