Knorpelzellen aus der Nase decken Schäden im Kniegelenk

Basel – Autologe Transplantate, die im Labor aus wenigen Zellen der Nasenscheide­wand gezüchtet wurden, haben in einer ersten klinischen Studie im Lancet (2016; 388: 1985-94) neun von zehn Patienten mit traumatischen Läsionen im Kniegelenk zu einer deutlichen Linderung der Beschwerden verholfen. Eine Anschlussstudie ist in Planung.

Seit etwa einem Vierteljahrhundert wird versucht, Defekte im Gelenkknorpel durch körpereigenes Gewebe zu reparieren. Zu den derzeitigen Optionen gehört das arthroskopische Débridement, Mikrofrakturen (die den Eintritt von Stammzellen aus dem Knochenmark anregen sollen), Transplantate aus weniger belasteten Regionen des Gelenkes oder von Spendern oder die Behandlung mit thrombozytenreichem Plasma.

Alle haben Nachteile: Die Größe der Transplantate ist begrenzt, die Rehabilitation häufig langwierig und die Materialentnahme kann das Gelenk schädigen. Die Tendenz geht deshalb derzeit dahin, die Knorpelzellen im Labor zu züchten und auf geeigneten Trägern maßgeschneiderte Transplantate zu formen.

Biomediziner vom Universitätsspital Basel haben als Quelle ihrer Zellen die Nasenscheidewand ausgewählt. Dies ist insofern ungewöhnlich, als sich der hyaline Knorpel des Nasenseptums deutlich vom Gelenkknorpel unterscheidet. Er hat ausschließlich eine formgebende Funktion und muss anders als der Gelenkknorpel kaum Belastungen standhalten – außerdem leitet er sich embryologisch aus einem anderen Keimblatt ab.

Knorpel ist jedoch Knorpel und für das Team um Ivan Martin vom Departement Biomedizin der Universität Basel erschien die Verwendung aus mehreren Gründen sinnvoll. Einmal ist der Nasenknorpel leicht erreichbar und für Funktion und Form der Nase entbehrlich, zum anderen lassen sich Knorpelzellen aus dem Nasenseptum im Labor relativ leicht vermehren. Die Erfahrungen bei der Rekonstruktion des Naselflügels hatten zudem gezeigt, dass sich aus den Zellen ein widerstandsfähiger Knorpel mit guten physikalischen Eigenschaften herstellen lässt.

Also entschloss sich das Team, die Transplantate an zehn Patienten mit traumatischen Kniegelenkverletzungen (aber noch ohne arthrotische Veränderungen) zu testen. Die Teilnehmer der Phase 1-Studie waren zwischen 19 und 52 Jahre alt und sie hatten post-traumatische Knorpeldefekte in einer Grösse von 2 bis 6 cm2, die bis auf den Knochen reichten. Die Beschwerden bestanden seit sechs Monaten bis 16 Jahren, und die meisten Patienten hatten eine oder zwei Vorbehandlungen erhalten.

Den Patienten wurde in Lokalanästhesie eine kleine Gewebeprobe aus dem Nasen­knorpel (6 mm im Durchmesser) entnommen und in Zellkulturen über zwei Wochen durch Zugabe von Wachstumsfaktoren vermehrt. Die expandierten Zellen wurden dann auf Kollagenmembranen ausgesät und für zwei weitere Wochen kultiviert. Es wurden 30 x 40 mm große Knorpeltransplantate erzeugt, die in die richtige Form geschnitten und nach Eröffnung der Gelenke (Mini-Arthrotomie) mit resorbierbaren Nähten auf dem Defekt befestigt wurden.

Die Patienten wurden sechs und 24 Monate nach der Transplantation mit einem Kernspintomographen untersucht, um Lage und Qualität des Transplantates abschätzen zu können. Die Bilder zeigen, dass die Knorpeltransplantate bisher den hohen physikalischen Anforderungen stand gehalten haben. Ein hoher Gehalt an Glyko­saminoglykanen - gemessen in der Kernspintomographie nach Kontrastmittelgabe – weist nach Einschätzung von Martin auf eine gute Knorpelqualität hin.

Auch die Patienten waren mit dem Ergebnis zufrieden. Der Knee injury and Osteo­arthritis Outcome Score (KOOS) besserte sich bei neun von zehn Patienten. Nur bei einem Patienten kam es zu einer Verschlechterung, die Martin jedoch auf eine neue Verletzung des Kniegelenks zurückführt. 

Angesichts der geringen Zahl der Teilnehmer – und einer fehlenden  Vergleichsgruppe – sind derzeit noch keine Aussagen über die langfristige Effektivität möglich. Da jedoch keine ernsthaften Komplikationen aufgetreten sind, spricht nichts gegen eine Fortsetzung der Behandlungsserie. Als nächstes ist eine multizentrische Phase II-Studie geplant, an der neben Basel, Mailand und Zagreb auch das Universitätsklinikum Freiburg im Breisgau teilnehmen wird. Die Studie soll Ende 2016 beginnen. Geplant ist die Teilnahme von 108 Patienten.

rme