Kann Knorpel nachwachsen? Ein Gerüst aus Nanofasern könnte in der Zukunft die Behandlung von Gelenkverschleiß (Arthrose) revolutionieren: Im Tiermodell konnten Forschende aus den USA beschädigtes Knorpelgewebe innerhalb weniger Wochen heilen. Bis zur Behandlung menschlicher Arthrose-Patient:innen ist es allerdings noch ein weiter Weg.
Arthrose ist die weltweit häufigste Gelenkerkrankung. Laut einer RKI-Studie leidet bespielsweise jede 5. Frau ab 18 Jahren an entsprechenden Gelenkveränderungen, die mit chronischen Schmerzen und einem Verlust von Lebensqualität einhergehen können. Unter Rentner:innen (ab 65 Jahren) wird bei jeder zweiten Frau und jedem dritten Mann Arthrose diagnostiziert. Da die Lebenserwartung steigt und immer mehr Menschen ihr Leben bis ins hohe Alter mobil genießen möchten, wird eine effektive Arthrose-Behandlung für immer mehr Menschen wichtig.
Nanofasern erzeugen elektrische Spannung
Yang Lui von der University of Connecticut hat mit seinem Team ein Verfahren erprobt, um Knorpel nachwachsen zu lassen. Stimuliert wird das Gewebe dabei durch elektrische Signale. „Studien haben gezeigt, dass Knorpel auf elektrische Stimulation reagiert“, erklären die Forschenden. „Elektrische Felder fördern die Geweberegeneration.“
Die Wissenschaftler:innen konstruierten ein Gerüst aus Nanofasern, die bei mechanischer Belastung eine elektrische Spannung erzeugen, sogenannte Piezoelektrizität. Das Nanogerüst besteht aus biologisch abbaubarem Material, das beispielsweise auch bei Operationen verwendet wird. Dieses Konstrukt implantierten sie dann Kaninchen mit verletzungsbedingter Arthrose – und konnten tatsächlich deren Kniegelenksknorpel regenerieren. Die Nager mussten dazu nach einer vierwöchigen Erholungspause nach der OP ein Trainingsprogramm absolvieren. Das Nanogerüst wurde durch die Bewegung gedehnt und gestaucht und erzeugte dabei piezoelektrische Spannung. Schon nach einem Monat hatte sich der beschädigte Knorpel erneuert.
Zur Therapie ist es noch ein weiter Weg
Die Versuche sind zwar äußerst vielversprechend, aber bis zur Anwendung des Verfahrens an menschlichen Patient:innen sind noch viele Versuche und Studien nötig. Es wäre beispielsweise zu klären, ob die Methode nicht nur “jungen Hüpfern” nach Knorpelverletzungen, sondern auch alternden Menschen mit Gelenkverschleiß hilft. “Mit unserer Studie haben wir nachgewiesen, dass das Konzept grundsätzlich funktioniert“, sagt Lius Kollege Nguyen. „Das Ergebnis ist faszinierend, aber wir müssen es noch an größeren Tieren überprüfen, die in Größe und Gewicht eher dem Menschen entsprechen. Zudem sollen die Tiere in zukünftigen Studien mindestens ein Jahr lang beobachtet werden, um die Haltbarkeit des Knorpels sicherzustellen.” Bewegung ist bereits jetzt eine wichtige Säule bei der Behandlung von Gelenkverschleiß.
