Biomimetisches Implantat bei Osteoarthritis
Osteoarthritis (OA) ist eine degenerative Erkrankung der Gelenke vor allem bei älteren Menschen. Bei schätzungsweise 80% der Bevölkerung ist ab 65 Jahren der röntgendiagnostische Befund positiv. Wie die Erkrankung entsteht (Ätiologie), ist noch weitestgehend unbekannt, und derzeitige Therapien zielen nicht auf die Regeneration des krankheitsbedingt zerstörten Knorpelgewebes ab, sondern lindern lediglich die Symptomatik, was mit Schmerzmitteln oder Entzündungshemmern, in schweren Fällen auch durch chirurgischen Eingriff bzw. Ersatz des Gelenks erreicht wird. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt "Gene activated matrices for bone and cartilage regeneration in arthritis" (GAMBA) sollte ein biomimetisches Implantat für die Regeneration von Knochen und Knorpel entwickeln, das die natürlichen Prozesse nachahmt. Hierfür werden verschiedenste innovative Materialien eingesetzt, etwa Genvektoren, die für Wachstumsfaktoren kodieren, mesenchymale Stammzellen, ein Keramikträger und eine Matrix mit Hydrogeleigenschaften, um die Heilung von Knochen- und Knorpelgewebe zu stimulieren. Das von GAMBA entwickelte Instrumentarium machte sich die Eigenschaften von mesenchymalen Stammzellen und die selektive Expression bestimmter Wachstumsfaktoren zunutze, die die Stammzellen anregen, sich in bestimmter Hinsicht zu differenzieren. Die zeitliche Regulierung der Genexpression wurde durch wärmeinduzierte Promotoren erreicht. Weiterhin soll durch räumliche Koordination von Genexpressionsmustern ein System entwickelt werden, dessen Komponenten entzündungslindernd wirken, indem sie Reparaturprozesse im OA-geschädigten Knorpel und Subchondralknochen anstoßen. Das neue System umfasst drei Komponenten, die jeweils durch ein therapeutisch relevantes Gen exprimiert werden. Für diese Komponenten wurden MBCP™ (Mikro-makroporöse biphasische Kalziumphosphatkeramiken) oder ein Hydrogel verwendet. Sie exprimieren den osteoinduktiven Faktor BMP-2, den knorpelinduktiven Faktor TGF-beta oder das entzündungshemmende Molekül IL-10. Exprimieren Stammzellen diese Faktoren, differenzieren sie sich in Knochen- oder Knorpelzellen und wirken damit entzündungshemmend. Insgesamt sollte das System von GAMBA wichtige Prozesse der natürlichen Gewebebildung imitieren und sich damit für ein Implantat zur OA-Therapie eignen. Durch Kombination mit einer innovativen Aufklärungskampagne, die Patienten wie auch Bevölkerung aktiv einbezieht, ermittelte das Konsortium Erwartungen und Erfahrungen aus Patientensicht. Nach erfolgreicher Validierung in präklinischen OA-Modellen soll eine klinische Studie zeigen, inwieweit sich das neue System als wirksame Therapie bewährt.
Schlüsselbegriffe
Osteoarthritis, mesenchymale Stammzellen, Geweberegeneration, Entzündung, Knorpel
