Positive Nachrichten für Menschen, die an der schmerzhaften Gelenkerkrankung Arthrose leiden: Forscher haben eine neue Methode gefunden, passendere Gelenkknorpel schnell im Körper selbst nachwachsen zu lassen. Dem Freiburger Wissenschaftler Prasad Shastri ist es zusammen mit Forschern aus Maastricht gelungen, Knorpelsubstanz aus körpereigenen Zellen herzustellen: «Das funktioniert besser und mit zehn bis zwölf Tagen in einem viel kürzeren Zeitraum als alle Methoden, die wir bisher kennen.»
Durch Bewegung kommt es im menschlichen Körper zum Verschleiß der Gelenke. Weil verschlissene oder beschädigte Knorpel nicht nachwachsen, können die entstehenden Defekte vom Körper nicht aufgefangen werden. Es kommt zu Schmerzen in den großen Gelenken wie Knie, Fuß, Hüfte oder Schulter und die Beweglichkeit wird immer weiter eingeschränkt. Die Folge ist Arthrose.
«Da wir in einer Gesellschaft leben, in der Bewegung und Sport eine immer wichtigere Rolle spielen, nimmt auch die Häufigkeit der Verschleißerscheinungen deutlich zu», sagt Shastri. «Der menschliche Körper ist wie eine Maschine, immer am Arbeiten. Da bleiben Verschleißerscheinungen einfach nicht aus, das können Sie nicht verhindern.».
Um den Betroffenen zu helfen, muss neuer Knorpel hergestellt werden. Bislang werden dem Patienten dafür gesunde Knorpelzellen entnommen und außerhalb des Körpers im Labor unter speziellen Bedingungen vermehrt, ehe sie als eine Art Implantat dort eingesetzt werden, wo der Knorpel fehlt. Drei bis vier Wochen dauert es, die Zellen zu züchten - ein nach Worten Shastris «sehr teures Verfahren».
Haken an der Sache: Der im Labor gezüchtete Knorpel gleicht den Knorpeln an Nase und Ohr. Damit hat er andere Eigenschaften als der eigentlich benötigte Gelenkknorpel und ist als Ersatz nur bedingt geeignet.
Außerdem dauert es sehr lange, bis das Implantat gut funktioniert - wenn es überhaupt gelingt: «Stellen Sie sich einen Klumpen Zement vor. Darin ist ein Loch. Das gießen Sie wiederum mit Zement aus und lassen ihn trocknen. Jetzt ist das Loch zwar zu, aber die beiden Zementmassen werden sich nie wirklich miteinander verbinden, da der eine Teil schon lange vorher hart war. Sie haben hier eine Schwachstelle», sagt Shastri.
Nun haben die Forscher eine neue Methode gefunden, die diese Probleme nicht haben. Es gelang ihnen, große Knorpelstücke direkt im Körper zu züchten. Dafür benutzen sie sogenanntes Agarose-Gel, ein in der Biochemie gebräuchliches Biomaterial.
Das Gel wird in die Membran gespritzt, die die Knochenoberfläche umgibt, es entsteht ein Sauerstoffmangel. «Dieser ist unser Trigger, also der entscheidende Auslöser. Der fehlende Sauerstoff setzt im Gewebe verschiedene biochemische Prozesse in Gang, es entstehen Knorpelzellen. Und zwar genau die, die wir für das beschädigte Gelenk brauchen», sagt Shastri.
Die Methode heißt "In vivo bioreactor" (Biorekator) und wird zurzeit hauptsächlich am Schienbein angewendet. Die hier entstandene Knorpelsubstanz wird ins Knie transplantiert und passt sich dort gut an den noch vorhandenen Knorpel an.
"Die Methode wirkt schnell und befreit die Patienten von Schmerz und Entzündungen. Und selbst neun Monate nach der Behandlung konnten wir noch keine Verkalkung feststellen», sagt Shastri. Rund anderthalb bis zwei Jahre, schätzt er, wird es noch dauern, bis alle klinischen Studien abgeschlossen sind und die Methode breite Anwendung findet.
Prasad Shastri ist Experte für das sogenannte Tissue Engineering (TE), also Gewebekonstruktion und Gewebezüchtung aus körpereigenen Zellen.
Seit einem Jahr forscht er als Professor für Biofunktionale Makromolekulare Chemie im Exzellenzcluster BIOSS, dem Zentrum für Biologische Signalstudien, an der Universität Freiburg.
