Wie wir verletzte Gelenke mit Stammzellen reparieren

Ein Meniskusriss ist eine der häufigsten Knieverletzungen, vor allem bei jungen, aktiven Menschen. Mehr als eine Million neuer Fälle werden jährlich nur in Europa und den USA diagnostiziert und auch Profisportler kann es treffen – Fußballer Luis Suarez, Tennisprofi Roger Federer und die olympische Schwimmerin Sharon Davies stellen ein paar große Namen unter den vielen Eliteathleten dar, die einen Meniskusriss erleiden mussten. Leider gibt es keine effektive Therapie für diese Verletzung, aber ich und mein Team glauben, dass wir einen Schritt näher an eine Behandlung herangerückt sind. Unser „lebender Verband“ benutzt Stammzellen und Kollagen, um die verletzten Meniskusknorpel, die als eine Art Stoßdämpferwirken, nachwachsen zu lassen.

Wir finden Knie toll – sie sind hochklassige Ingenieurskunst, entstanden über Jahrtausende im Zuge der Evolution. Jeden Tag werden gewaltige Kräfte auf die Knie ausgeübt, wenn wir aufstehen, gehen oder laufen. Im normalen Alltag wird drei bis fünf mal die Gewichtskraft unseres Körpers damit belastet. Diese Extrembedingungen müssen sie jeden Tag überstehen, während sie uns die Flexibilität gewähren, die wir bei jeder Bewegung genießen. Wenn die Knie einwandfrei funktionieren, bemerken wir sie kaum. Wenn sie aber verletzt sind, dann erleiden wir furchtbare Schmerzen und verlieren die Freiheit, ein normales, aktives Leben zu leben.

Einer der Gründe, aus dem unsere Knie so gut funktionieren, sind die Menisukusknorpel, die zwischen den Knochenenden liegen wie harte Kissen. Es gibt in jedem Knie zwei Menisken und diese sind extrem wichtig, um die Knochen im Gelenk zu schützen. Wenn sie verletzt sind, haben wir ein Problem. Ein Meniskusriss ist aber eine typische Sportverletzung, denn die Menisken können bei einem Schlag aufs Knie leicht reißen.

Die meisten Risse heilen nicht, weil es keine Blutzufuhr gibt und so die natürlichen Heilmechanismen nicht einsetzen können. Normalerweise behandelt man so eine Verletzung, indem man den verletzten Teil des Meniskus herausoperiert. Am Anfang funktioniert das noch sehr gut, aber auf lange Sicht funktionieren unsere Knie nicht ohne vollständigen Meniskus. Zum Beispiel kommt es zu Reibung der Knochenenden aneinander und das kann zu frühzeitiger Osteoarthritis führen. Sobald die Arthritis einsetzt, führt sie unaufhaltsam zu chronischem Schmerz und letztlich zu einem Gelenkersatz. Weil Meniskusrisse oft junge, sportliche Menschen betreffen, kann dies viele Jahre der Einschränkung durch Arthritis und einen großen Kostenaufwand für das Gesundheitssystem bedeuten.

Der lange Weg zu einem Heilmittel

Mein Forschungsteam hat vor etwa 13 Jahren begonnen, sich auf dieses Problem zu konzentrieren. Ziel war es, lebende Zellen mit Heilfähigkeiten in den Riss einzusetzen und so eine Heilung von innen zu initiieren. Damals studierten wir die Eigenschaften eines speziellen Zellentyps, der mesenchymalen Stammzelle, die in kleiner Anzahl im Knochenmark zu finden ist und eine essenzielle Rolle bei natürlichen Heilprozessen im Körper einnimmt.

Allerdings war eine einfache Einsetzung der Stammzellen in den Riss nicht genug, da die Zellen nicht am richtigen Platz ankamen.Wir mussten einen Weg finden, die Stammzellen nah an den zwei verletzten Oberflächen des Risses zu halten, sodass sie sich an das verletzte Gewebe anfügen und ihre molekularen Signale auszusenden und eine Reparatur anzufordern. Letztendlich erreichten wir dies, indem wir eine der Stammzellen in eine Kollagen-Membran einfügten und diese in den Riss einführten. Über den Verlauf mehrerer Wochen gehen die Stammzellen auf den Meniskus über und das Kollagen löst sich langsam auf, sodass eine Heilung erfolgen kann.

Wir veröffentlichten unsere Resultate, ließen unsere Entdeckung patentieren und machten uns dann daran, die Wissenschaft auf die Medizin anzuwenden, indem wir ein Produkt namens „Zellenverband“ entwickelten und an Patienten testen ließen. Bisher wurde das Verfahren auf fünf Patienten angewendet, und auch wenn zwei dieser fünf einen erneuten Riss erlitten, so sind doch die anderen drei auch mehr als drei Jahre später noch völlig wohlauf.

Die äußersten Ränder des Meniskus können zwar auch ohne Stammzellen geheilt werden, da hier eine Blutzufuhr vorliegt, der größte Teil des Meniskus ist aber irreparabel und so ist ein neuer Riss innerhalb von einem Jahr bei allen Betroffenen zu erwarten. Demzufolge ist die Erfolgsquote von 60 Prozent in der ersten Patientengruppe durchaus ermutigend und macht den Weg frei für größere Versuche in der Zukunft. Knie sind wirklich wundervoll – und Stammzellen stehen ihnen in nichts nach.

Dieser Artikel erschien zuerst auf „The Conversation” unter CC BY-ND 4.0. Übersetzung mit freundlicher Genehmigung der Redaktion.


Image „doctor“ by Andersonvr (CC0 Public Domain)


Schlagwörter: , , , , , , , , , , ,
Anthony Hollander

Anthony Hollander

machte nach seinem Pharmakologiestudium seinen Doktor in Pathologie an der Universität Bristol in England. Heute ist er Leiter des Instituts für Integrative Biologie an der Universität Liverpool.

More Posts - Twitter