Zuletzt aktualisiert am 24. November 2022 um 16:57
Nasenknorpel – Gewebe mit erstaunlichen Eigenschaften
Im Gegensatz zum Knorpelgewebe in den Gelenken stammen die Knorpelzellen in der Nase aus Vorläuferzellen des Neuroektoderms, dem Gehirn- und Rückenmarksgewebe. Daher besitzen sie eine ausgeprägte Regenerations- und Anpassungsfähigkeit, auch Plastizität genannt. Gewebe, das aus Nasenknorpelzellen gezüchtet wurde, scheint diese besonderen Eigenschaften beizubehalten, so Professor Ivan Martin in einer Pressemitteilung der Universität Basel. Er nennt diese Entdeckung „erstaunlich“.
Im Gegensatz zu anderen Geweben kann Knorpel nur ganz langsam nachwachsen. Knorpelgewebe polstert die Gelenkoberfläche und muss bei Bewegungen enormen Druck aushalten. Bei Arthrose – die häufigste Form von Arthritis – handelt es sich um eine Abnutzung der Knorpeloberfläche. Sie kann mit der Zeit zu irreparablen Gelenkschäden mit starken Schäden führen.
Klinische Studien haben nun gezeigt, dass Knorpelzellen aus der Nasenscheidewand Arthrosen bekämpfen können. Diese Wand teilt die Nasenlöcher und verläuft in der Mitte der Nase.
Für die Transplantation entnahmen Orthopäden und plastische Chirurgen zwei Patienten eine Gewebeprobe aus der Nase und kultivierten die Zellen in einem Labor. Aus dem Gewebe bauten sie dann eine Knorpelschicht auf, die Ärzte in das Kniegelenk implantierten.
Die jungen Freiwilligen hatten eine schwere Arthrose aufgrund einer Fehlstellung ihrer Beinknochen. Sie liefen Gefahr, eine komplette Knieprothese zu benötigen. Nach Implantation des künstlichen Knorpels berichteten beide Patienten von geringeren Schmerzen und einer erhöhten Lebensqualität.
MRT-Scans zeigten, dass die Knochen im Knie eines der Patienten nach der Transplantation weiter auseinander wuchsen. Das verringert den direkten Kontakt von Knochen auf Knochen, der bei vielen Arthritis-Patienten starke Schmerzen verursacht. Dies ist ein Hinweis auf die Erholung des Gelenks.
Die Forscher fügten hinzu, dass die Knochen bei beiden Freiwilligen chirurgisch korrigiert und die wahrscheinlichste Ursache ihrer Arthrose beseitigt werden konnte. Sie sind zuversichtlich, dass diese Patienten zumindest für einige Zeit ohne Kniegelenkprothesen auskommen werden. Aus der Sicht der Patienten führte die Behandlung zu einer deutlichen Verbesserung.
„Mit unseren Ergebnissen haben wir die biologischen Grundlagen für eine Therapie gelegt und sind vorsichtig optimistisch“, sagte Professor Martin. Im Gegensatz zu Knietraumata von Sportverletzungen und Stürzen leidet ein Kniegelenk mit Arthrose unter anhaltenden Entzündungen. „Zuerst mussten wir testen, ob der transplantierte Knorpelersatz durch die Entzündungsfaktoren angegriffen und degeneriert wurde“, so Professor Martin weiter.
Das internationale Team testete zunächst menschliches Knorpelgewebe in Gegenwart von Entzündungsfaktoren. Sie führten die Experimente an Mäusen und verschiedenen anderen Krankheitsmodellen durch.
Sie untersuchten auch die Haltbarkeit des Gewebes unter Stress und Entzündungen bei Schafen. Anschließend entnahm das Team den Tieren Knorpelzellen aus der Nase und transplantierte sie in ihre entzündeten Kniegelenke. Das Gewebe erwies sich als äußerst robust und schien auch die Entzündungsreaktionen zu hemmen.
Weitere Analysen deuteten darauf hin, dass Knorpelzellen aus der Nase auch den WNT-Signalweg dämpfen können. Arthrosen führen in der Regel dazu, diesen Signalweg stark zu aktivieren und damit chronische Entzündungsprozesse auszulösen.
Vertiefende klinische Studien mit dem Ansatz zur Behandlung von Arthrosen am Knie sind derzeit in Planung. Auch für andere Arthrose-Arten wollen die Forscher die Methode weiterentwickeln, um ein breiteres Patientenspektrum zu behandeln.
Die Wissenschaftler in Basel haben vor einem Jahrzehnt Pionierarbeit bei der Knorpeltransplantation von Nase zu Knie bei neun Patienten geleistet, die Sportverletzungen, Stürze oder andere Unfälle erlitten hatten. Dieser Prozess fand statt, nachdem erfolgreiche Experimente an Ziegen durchgeführt wurden.
Weltweit sind mehr als 300 Millionen Menschen von der Krankheit Arthrose betroffen. Arthrose tritt auf, wenn sich der Gelenkknorpel im Laufe der Zeit abnutzt. Der Zustand kann jedes Gelenk schädigen, betrifft jedoch am häufigsten die Hände, Knie, Hüften und die Wirbelsäule.
Arthrose-Symptome können in der Regel behandelt werden, obwohl die Schäden an den Gelenken nicht rückgängig gemacht werden können. Aktiv zu bleiben, ein gesundes Gewicht zu halten und bestimmte Behandlungen zu erhalten, kann das Fortschreiten der Krankheit verlangsamen, Schmerzen lindern und die Gelenkfunktion verbessern.
Quelle:
Lina Acevedo Rua, Marcus Mumme, Cristina Manferdini, Salim Darwiche, Ahmad Khalil, Morgane Hilpert, David A. Buchner, Gina Lisignoli, Paola Occhetta, Karolina Pelttari. Engineered nasal cartilage for the repair of osteoarthritic knee cartilage defects. Science Translational Medicine, 1 Sep 2021, Vol 13, Issue 609. DOI: 10.1126/scitranslmed.aaz4499 (https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.aaz4499)
