Millionen Menschen leiden unter Arthrose

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Millionen Menschen leiden unter Volkskrankheit: Forscher machen wichtige Entdeckung

Von: Tobias Utz

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Bemerkenswerte Ergebnisse einer neuen Studie aus Stanford: Forscher haben ein Protein identifiziert, das an einer Volkskrankheit entscheidend beteiligt sein könnte.

Schmerzen beim Treppensteigen, steife Gelenke am Morgen, eingeschränkte Bewegungsfreiheit im Alltag: Arthrose ist eine der häufigsten Gelenkerkrankungen weltweit. In Deutschland sind rund fünf Millionen Menschen laut Angaben der „Deutschen Arthrose-Hilfe“ davon betroffen. Der schleichende Abbau des Knorpelgewebes gilt bislang als nicht umkehrbar – Behandlungen lindern bestenfalls die Beschwerden. Doch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Stanford University könnten nun einen entscheidenden Schritt in eine andere Richtung gemacht haben.

Ein Forschungsteam der renommierten US-Universität hat ein Protein identifiziert, das den Knorpelabbau maßgeblich beeinflusst. Durch dessen Hemmung gelang es den Forschenden, Knorpel zu regenerieren – zunächst bei älteren Mäusen, dann auch an menschlichen Gewebeproben. Die Studie wurde in der angesehenen Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Protein nimmt mit dem Alter zu – und schadet dem Knorpel

Im Mittelpunkt der Forschung steht das Protein „15‑PGDH“. Es gehört zu einer Gruppe von Enzymen, die im Laufe des Lebens im Körper zunehmen und dabei zur schrittweisen Verschlechterung der Gewebefunktion beitragen. Beim Vergleich von Knorpelproben junger und älterer Mäuse zeigte sich: Die Konzentration dieses Proteins verdoppelt sich im Alterungsprozess nahezu. Tiere mit besonders hohen „15-PGDH“-Werten litten außerdem unter Muskelatrophie und deutlich ausgeprägter Muskelschwäche.

Als Auslöser für Arthrose kommen generell viele Faktoren in Betracht – von Übergewicht und angeborenen Gelenkfehlstellungen über Unfälle bis hin zu übermäßiger oder zu geringer körperlicher Aktivität. Dass nun ein einzelnes Protein als zentraler Hebel identifiziert wurde, ist ein ungewöhnlicher Befund mit großem therapeutischen Potenzial.

„Millionen Menschen leiden [...] unter Gelenkschmerzen und Schwellungen. Das ist ein enormer ungedeckter medizinischer Bedarf. Bislang gab es kein Medikament, das direkt die Ursache des Knorpelverlusts behandelt. Aber dieser Gerozym-Hemmer bewirkt eine dramatische Knorpelregeneration, die über das hinausgeht, was von jedem anderen Medikament oder jeder anderen Intervention berichtet wurde.“

Die Forschenden setzten zur Hemmung von „15-PGDH“ ein eigens entwickeltes Medikament ein, das auf zwei unterschiedlichen Wegen verabreicht wurde: zum einen über eine Injektion in den Bauchraum, zum anderen direkt in das Kniegelenk. In beiden Fällen reagierte das Knorpelgewebe der Tiere positiv – es nahm an Dicke zu und zeigte wieder Merkmale von hyalinem Knorpel. Dieses glatte Gewebe ermöglicht normalerweise die reibungsarme Bewegung in den Gelenken und geht bei Arthrose stetig verloren.

Medikament lässt Knorpel dicker werden – auf zwei Wegen

Besonders bedeutsam ist ein weiterer Befund: Die Behandlung senkte das Risiko erheblich, dass Mäuse nach Verletzungen, die einem Kreuzbandriss ähneln, eine Arthrose entwickelten. Das ist relevant, weil rund 50 Prozent der Menschen, die sich solche Verletzungen zuziehen, innerhalb von etwa 15 Jahren eine Arthrose im betroffenen Gelenk entwickeln. Ein wirksames Mittel zur Prävention wäre daher auch aus sportmedizinischer Sicht ein großer Fortschritt.

Bei Arthrose gerät der Knorpel unter Druck

Bei einer sogenannten dysplastischen Hüfte ist die Hauptbelastungszone des Gelenkknorpels kleiner als bei einer anatomisch normalen Hüfte, weshalb dort ein höherer Druckaufbau entsteht. Dieser biomechanische Zusammenhang gilt als wesentlicher Grund dafür, dass Gelenke, die von der anatomischen Idealform abweichen, deutlich häufiger Arthrose entwickeln. In den meisten Fällen lässt sich allerdings keine konkrete Ursache benennen – Mediziner sprechen dann von einer sogenannten idiopathischen Arthrose.

Neben den Tierversuchen führten die Forschenden auch Experimente an Knorpelproben durch, die von Arthrose-Patienten stammten – Menschen, die sich einem Kniegelenkersatz unterzogen hatten. Bereits nach einer Woche Behandlung mit dem Proteinhemmer verringerte sich die genetische Aktivität, die mit dem fortschreitenden Knorpelabbau in Verbindung gebracht wird. Gleichzeitig begannen die Zellen, Gelenkknorpel zu regenerieren.

Bemerkenswert dabei: Der Vorgang war nicht auf den Einsatz von Stammzellen angewiesen. Stattdessen veränderten die bereits im Gewebe vorhandenen Knorpelzellen – sogenannte Chondrozyten – ihre genetische Aktivität und nahmen wieder jugendlichere Eigenschaften an. Das ist ein Hinweis darauf, dass der Körper offenbar über Kapazitäten zur Selbsterneuerung verfügt, die durch „15-PGDH“ blockiert werden. Ähnliche Erkenntnisse lieferte auch ein Durchbruch in der Altersforschung, wonach alternden Zellen – darunter auch Knorpelzellen – neue Energie zugeführt werden kann, was deren Regenerationsfähigkeit steigern könnte.

Klinische Studien am Menschen sind der nächste Schritt

Trotz der vielversprechenden Ergebnisse stehen klinische Studien am Menschen noch aus. Bisherige Phase-1-Studien mit einem „15-PGDH“-Hemmer – allerdings zur Behandlung von Muskelschwäche – haben bereits gezeigt, dass der Wirkstoff bei gesunden Probandinnen und Probanden sicher und gut verträglich ist. Die Forschenden wollen nun möglichst bald eine vergleichbare Studie zur Knorpelregeneration auf den Weg bringen.

Helen Blau, Doktorin für Mikrobiologie und Immunologie und eine der Autorinnen der Studie, bringt die Hoffnungen des Teams auf den Punkt: „Wir hoffen, dass bald eine ähnliche Studie beginnt, um seine Wirkung auf die Knorpelregeneration zu testen. Wir sind sehr aufgeregt über diesen möglichen Fortschritt. Stellen Sie sich vor: bestehenden Knorpel regenerieren und einen Gelenkersatz vermeiden.“

Was Betroffene heute schon tun können

Bis klinisch erprobte Therapien auf Basis von „15-PGDH“-Hemmern verfügbar sind, bleibt der Alltag mit Arthrose eine Herausforderung. Neben Physiotherapie und Schmerzmedikamenten diskutieren Fachleute verschiedene unterstützende Ansätze. So gilt Kollagen nicht nur als Schönheitsmittel, sondern als wichtiges Strukturprotein, das Gelenkschmerzen lindern und den Knorpelabbau bei Arthrose verlangsamen kann. Hyaluronsäure, die ein gesundes Gelenk natürlicherweise produziert, soll als eine Art Gelenkschmiere den Knorpelabrieb zumindest teilweise verringern.

Ob Knorpel tatsächlich am Menschen sicher und dauerhaft regeneriert werden kann, müssen zukünftige Studien zeigen. Die aktuellen Ergebnisse aus Stanford geben jedoch Anlass zu vorsichtigem Optimismus – und könnten den Startschuss für eine neue Ära der Arthrosetherapie darstellen. (Quellen: Studie in Science, Archiv) (tu)