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Medizin

Nose2Knee: Zellen aus der Nase sollen Gelenkknorpel reparieren

Donnerstag, 28. August 2014

Basel – Knorpeldefekte in den Gelenken lassen sich möglicherweise durch Transplantate reparieren, die im Labor aus Chondrozyten der Nasenscheidewand gezüchtet werden. Die in Science Translational Medicine (2014: 6: 251ra119) publizierten präklinischen Befunde werden derzeit in einer Phase I-Studie an zehn Patienten mit Knorpelschäden des Kniegelenks überprüft.

Bisher galten der Knorpel von Nasenscheidewand und Gelenk als nicht kompatibel. Es beginnt bei der embryonalen Herkunft der Zellen. Die nasalen Chondrozyten leiten sich vom äusseren Keimblatt, dem Neuroektoderm, ab, aus dem sich auch das Nervensystem entwickelt. Der Gelenkknorpel entsteht aus dem mittleren Keimblatt oder Mesoderm.

Auch die biophysikalischen Ansprüche sind denkbar unterschiedlich. Der Gelenkknorpel muss, beispielsweise am Knie, das Gewicht des gesamten Körpers tragen und gleich­zeitig eine reibungslose Beweglichkeit des Gelenks gewährleisten. Der Nasenknorpel hat einzig die Funktion die Nase gerade zu halten und damit einen ungehinderten Luftstrom zu ermöglichen. Die Nasenscheidewand ist außerdem viel zu klein, um als Transplantat für die Gelenke infrage zu kommen.

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Die nasalen Chondrozyten haben jedoch eine Eigenschaft, die sie fundamental vom Gelenkknorpel unterscheidet. Sie können sich regenerieren, während Defekte im Gelenk niemals heilen. Das Team um Ivan Martin, Spezialist für Tissue Engineering am Universitäts­spital Basel, führt dies auf die fehlende Expression einiger sogenannter Homöobox (Hox)-Gene zurück. Ihre Bildung gilt als Grund für die fehlende Regenerierfähigkeit des Gelenkknorpels. In den nasalen Chondrozyten bleiben die Hox-Gene ausgeschaltet. Sie lassen sich deshalb im Labor vermehren.

Für die klinische Studie entnahmen die Schweizer Forscher ihren Probanden kleine Biopsien von 6 mm Durchmesser aus der Nasenscheidewand. Die daraus isolierten nasalen Chondrozyten wurden dann in Kultur auf ein Vielfaches der ursprünglichen Zellzahl vermehrt und danach auf ein Gerüst aufgebracht. Am Ende gelang es, ein Knorpelstück von rund 30 mal 40 mm Größe zu züchten.

Einige Wochen später entfernten die Mediziner das beschädigte Knorpelgewebe am Knie der Patienten und ersetzten es durch das herangewachsene und zugeschnittene Gewe­be aus der Nase. Mit demselben Verfahren hatten die Forscher bereits in einer klinischen Studie Nasenflügel rekonstruiert, die von Tumoren befallen waren. Dieses Mal sollen die Transplantate jedoch Defekte im Kniegelenk ersetzen.

Die Forscher sind zuversichtlich, dass der Knorpel von der neuen Heimat angenommen wird. Ihre früheren Experimente an Ziegen hatten gezeigt, dass die Zellen sich der Umgebung anpassten, was sich unter anderem in einer Expression der HOX-Gene zeigte. Ob dies auch beim Menschen gelingt, bleibt abzuwarten.

Bislang wurden sieben von insgesamt 25 unter 55-jährigen Patienten behandelt. Die Studie soll zuerst nur prüfen, ob die autologe Transplantation von den Patienten vertragen wird. Nach 6, 12 und 24 Monaten sind kernspintomographischer Kontrollen geplant. Sie sollen zeigen, ob die Transplantate den Defekt ausfüllen und sich mit dem benachbarten Knorpel verbinden. Ob die Behandlung Gelenkfunktion der Patienten verbessern, bleibt späteren vergleichenden Studien überlassen. © rme/aerzteblatt.de

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