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Knorpel aus dem Labor

06.05.2018

Neue therapeutische Perspektiven in der Behandlung der Arthrose durch im Labor angezüchteten Knorpel?

Forschern in der Schweiz Basel gelang es, Knorpel im Labor herzustellen. Das könnte in naher Zukunft einen neuen Therapie-Ansatz in der Behandlung der Arthrose etablieren. Die Züchtung erfolgte auf der Basis mesenchymaler Stamm- beziehungsweise Stromazellen. Die adulten Stammzellen entwickeln sich zunächst zu Knorpelgewebe und dann natürlicherweise zu Knochengewebe weiter.

Nach der Anregung zur Differenzierung zu Knorpelzellen, reifen die Stammzellen spontan zu einem  hypertrophen Zustand heran, der schließlich zur Bildung von Knochengewebe führt, das dem vorübergehend neugebildeten Gewebe nach Frakturen ähnelt. Diese Entwicklung konnte erfolgreich  in Richtung stabiler Knorpelzellen programmiert werden. Die "Bahnung" oder "Programmierung"  gelingt, indem der Signalweg eines bestimmten Proteins (Bone Morphogenetic Protein, BMP) gehemmt wird. Möglich wurden die Resultate in Zusammenarbeit mit Pharmaunternehmen Novartis, dessen Institute for Biomedical Research die Hemmstoffe (Inhibitoren) entwickelte und zur Verfügung stellte.

Konkret haben die Wissenschaftler zwei hochspezifische BMP-Rezeptor-Inhibitoren untersucht. Zur Analyse wurde eine  imikrofluide Plattform verwendet, die in Kooperation mit dem Politecnico di Milano entwickelt wurde. Mit dieser neuen Technologie konnte nachgewiesen werden, dass die vorübergehende Blockade spezifischer BMP-Rezeptoren ausreicht, um stabiles Knorpelgewebe zu erhalten, wenn auch nur für eine begrenzte Zeit. Das beschriebene Verfahren konnte sowohl im Labor als auch im Mausmodell realisiert werden.

Die Möglichkeit, Knorpel im Labor zu züchten, eröffnet möglicherweise neue Perspektiven für die Etablierung von auf Stammzellen basierten Modellen in der Entwicklung, Physiologie und möglicherweise auch Pathologie von Knorpelgewebe. Dadurch rücken auch neue Chancen in der Arthrose-Therapie in den Blickpunkt.

Quellen:



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