Stanford-Forschende entdecken Methode zur Regeneration gealterten Knorpels und zum Stoppen von Arthritis
(sciencedaily.com)- Eine Behandlung, die durch Alterung geschädigten Knorpel regeneriert und das Auftreten von Arthritis nach Knieverletzungen verhindert, wurde in Tierversuchen und an menschlichem Gewebe bestätigt
- Der Schlüssel ist ein injizierbares oder oral verabreichtes Medikament, das das altersassoziierte Protein 15-PGDH hemmt; dadurch wurde der Knorpel gealterter Mäuse dicker und seine Funktion wiederhergestellt
- Diese Proteininhibition bewirkt ohne den Einsatz von Stammzellen eine Rückversetzung der Genexpression von Chondrozyten in einen jüngeren Zustand und induziert so die Regeneration von hyalinem Knorpel
- Auch Knorpelgewebe aus menschlichen Kniegelenksersatz-Operationen zeigte nach Behandlung mit demselben Inhibitor frühe Anzeichen einer Geweberegeneration
- Die Studie zeigt das Potenzial einer Therapie, die direkt auf die Grundursache von Arthritis abzielt, und könnte künftig künstliche Gelenkoperationen ersetzen
Regeneration gealterten Knorpels und Prävention von Arthritis
- Ein Forschungsteam der Stanford School of Medicine machte den Verlust von Knieknorpel bei gealterten Mäusen mit einer Injektion, die das altersassoziierte Protein 15-PGDH blockiert, rückgängig
- Dieselbe Behandlung unterdrückte auch das Auftreten von Arthritis nach einer Knieverletzung ähnlich einem ACL-Riss
- Bei den behandelten Mäusen verbesserten sich Beweglichkeit und Gelenkfunktion deutlich
- Auch in Knorpelproben aus menschlichen Kniegelenksersatz-Operationen wurde die Bildung von neuem funktionalem Knorpel beobachtet
- Das Forschungsteam zeigt, dass dieser Ansatz gealterten oder geschädigten Knorpel in Form einer Injektion oder eines oral verabreichten Medikaments wiederherstellen könnte
Ein grundlegendes Ziel bei Osteoarthritis
- Osteoarthritis betrifft in den USA einen von fünf Erwachsenen und verursacht jährlich Gesundheitskosten von 65 Milliarden US-Dollar
- Die derzeitige Behandlung konzentriert sich auf Schmerzlinderung oder Operationen; ein Medikament, das Knorpelschäden rückgängig macht, existiert nicht
- Diese Therapie eröffnet die Möglichkeit eines Paradigmenwechsels, indem sie nicht die Symptome, sondern die Ursache der Erkrankung selbst adressiert
Die Rolle des Alterungsenzyms 15-PGDH
- 15-PGDH ist ein mit dem Altern zunehmendes „Gerozym“ (gerozyme), das zu einem Funktionsverlust von Gewebe führt
- Frühere Studien zeigten, dass die Hemmung dieses Enzyms Muskelmasse und Ausdauer erhöht, während Überexpression Muskeln schwächt
- 15-PGDH steht auch mit der Regeneration von Knochen-, Nerven- und Blutzellen in Verbindung
- Im Knorpel wechseln nicht Stammzellen, sondern Chondrozyten durch veränderte Genexpression in einen jüngeren Zustand
Ein neuer Weg der Geweberegeneration
- Studienleiterin Helen Blau betonte das klinische Potenzial und bezeichnete dies als einen „neuen Weg, erwachsenes Gewebe ohne Stammzellen zu regenerieren“
- Mitautorin Nidhi Bhutani sagte, dieser Inhibitor habe eine stärkere knorpelregenerierende Wirkung als jedes andere Medikament gezeigt
- Knorpel im menschlichen Körper wird in elastischen, fibrösen und hyalinen Knorpel unterteilt; die vorliegende Studie konzentriert sich auf die Regeneration von hyalinem Gelenkknorpel
Warum sich Knorpel schlecht regeneriert
- Durch Alterung, Verletzungen, Adipositas und andere Faktoren setzen Chondrozyten entzündliche Moleküle und kollagenabbauende Enzyme frei
- Durch den Kollagenverlust wird der Knorpel dünner, wodurch Schmerzen und Schwellungen entstehen
- Da es im Gelenkknorpel kaum Stammzellen gibt, ist die natürliche Regeneration nur eingeschränkt möglich
Die Verbindung zwischen Prostaglandin und Regeneration
- Frühere Studien zeigten, dass Prostaglandin E2 (PGE2) für die Funktion von Muskelstammzellen essenziell ist
- Da 15-PGDH PGE2 abbaut, fördert seine Hemmung die Regeneration verschiedener Gewebe wie Muskel, Nerven, Knochen und Leber
- In dieser Studie wurde bestätigt, dass im Knieknorpel gealterter Mäuse die 15-PGDH-Werte auf das Doppelte ansteigen
Knorpelregeneration im gealterten Knie
- Das Forschungsteam injizierte einen kleinmolekularen 15-PGDH-Inhibitor in den Bauchraum oder in das Kniegelenk
- In beiden Fällen wurde der ausgedünnte Knorpel über die gesamte Gelenkoberfläche hinweg dicker
- Das regenerierte Gewebe wurde als funktionaler hyaliner Knorpel bestätigt
- Bhutani bewertete das Ausmaß der Regeneration bei gealterten Mäusen als „erstaunliches Ergebnis“
Schutzwirkung für das Gelenk nach Verletzungen
- Auch bei Mäusen in einem ACL-ähnlichen Verletzungsmodell verringerte die Gabe des Inhibitors die Arthritisrate deutlich
- Bei Verabreichung zweimal pro Woche über vier Wochen blieben die 15-PGDH-Werte auf der Hälfte des Niveaus der Kontrollgruppe
- Die behandelte Gruppe stellte einen nahezu normalen Gang und eine normale Gewichtsbelastung wieder her
- Blau erklärte, dass ein Anstieg von PGE2 auf normales Niveau Regeneration statt Entzündung fördert
Reprogrammierung von Chondrozyten ohne Stammzellen
- In Chondrozyten gealterter Mäuse nahmen Gene zu, die mit Entzündung und Verknöcherung zusammenhängen, während knorpelbildende Gene abnahmen
- Nach der Behandlung änderte sich der Anteil 15-PGDH-exprimierender Zellen von 8 % auf 3 %, der mit Faserknorpel assoziierten Zellen von 16 % auf 8 % und der mit hyalinem Knorpel assoziierten Zellen von 22 % auf 42 %
- Das bedeutet, dass die Genmuster vorhandener Zellen ohne Eingriff von Stammzellen in einen jüngeren Zustand zurückkehrten
Nachweise in menschlichem Knorpelgewebe
- Bei Knorpel von Patientinnen und Patienten mit Kniegelenksersatz-Operation führte eine einwöchige Behandlung mit einem 15-PGDH-Inhibitor zu
- einer Abnahme 15-PGDH-exprimierender Zellen, einer Unterdrückung knorpelabbauender Gene und frühen Anzeichen einer Regeneration von hyalinem Knorpel
- Bhutani betonte die „Möglichkeit der Regeneration durch Veränderungen der Genexpression vorhandener Zellen“
Ausblick auf klinische Studien am Menschen
- In einer Phase-1-Studie eines 15-PGDH-Inhibitors zur Behandlung von Muskelschwäche wurden Sicherheit und Aktivität bestätigt
- Das Forschungsteam hofft auf den Start klinischer Studien zur Knorpelregeneration und erklärte, dass sich bestehender Knorpel wieder aufbauen ließe, um künstliche Gelenke zu vermeiden
- Die Studie wurde unter anderem von den NIH, der Baxter Foundation und der Li Ka Shing Foundation unterstützt;
einige Forschende halten einschlägige Patente, und die Technologie wurde an Epirium Bio lizenziert
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Ich frage mich, was passieren würde, wenn man die jahrzehntelange Mausforschung zusammenführen und die 300 wichtigsten Interventionen, Lebensgewohnheiten und Therapien in einer einzigen Mäusegeneration gleichzeitig anwenden würde.
Also die neuesten Geneditierungsverfahren, Ernährung, Umweltfaktoren, medikamentöse Therapien, Behandlungen, Bewegung, kognitive Stimulation usw. vollständig integrieren, dann nach Gesundheitsspanne und Wohlbefinden züchten und das Ganze jedes Jahr mit den neuesten Forschungsergebnissen aktualisieren.
Wenn Behandlungen oder Operationen nötig werden, würde man die aktuellste Forschung zur jeweiligen Krankheit anwenden.
Ich denke, man sollte solche optimierten Gesundheitsdaten tatsächlich nutzen.
Das ITP ist ein peer-reviewed Programm zur Suche nach Substanzen, die Lebensdauer und Gesundheitsspanne verlängern können; Forschende können jedes Jahr bis Februar Versuchsvorschläge einreichen.
Die Experimente werden an genetisch vielfältigen UM-HET3-Mäusen an drei Einrichtungen durchgeführt: Jackson Laboratory, University of Michigan und UT Health Science Center San Antonio.
Im Science-Artikel habe ich gesehen, dass ein Inhibitor der 15-hydroxy prostaglandin dehydrogenase Knorpelregeneration auslöst.
Hoffentlich geht das schnell in Humanstudien über.
Professorin Helen Blau sagte, sie hoffe, dass das Mittel bald auch auf Knorpelregeneration getestet wird.
Das Mittel wird zur Vorbeugung von Muskelschwäche verabreicht, und bei einigen Patienten könnte ein statistisch beobachtbarer Effekt auf Arthritis festgestellt werden.
Bei GLP1-Medikamenten verlief es ähnlich.
In Nachrichtenartikeln wird nur der Name PGDHi erwähnt.
Das fühlt sich an wie eine Informatikarbeit, die den Source Code nicht veröffentlicht.
Ich hatte eine Schulterarthroskopie, aber meine Beweglichkeit ist wegen der Schmerzen immer noch eingeschränkt.
Ich hoffe, dass ich mit einer neuen Methode statt einer mittelalterlichen Behandlung länger Sport treiben kann.
Es hat 20 Jahre gedauert, aber jetzt habe ich wieder volle Beweglichkeit ohne Schmerzen.
Manchmal ist es noch unangenehm, aber ich kann es selbst lösen und die Muskelspannung erhalten.
Bis zur Anwendung beim Menschen dürfte es noch mehrere Jahre dauern.
Die meisten Studien führen nie zu echter klinischer Anwendung, oder man erlebt die Ergebnisse zu Lebzeiten nicht.
Vielleicht sollte Forschung vor Phase 3 entsprechend gekennzeichnet werden.
Knorpel von Patienten mit Kniegelenkersatz wurde eine Woche lang mit einem 15-PGDH-Inhibitor behandelt, und dabei wurden frühe Anzeichen von Knorpelregeneration beobachtet.
Das gibt Hoffnung auf klinische Weiterentwicklung.
Warum kommen gute Forschungsergebnisse immer nur bei Mäusen heraus?
Das Stanford-Medicine-Team soll den Verlust von Knieknorpel bei alten Mäusen durch eine Injektion rückgängig gemacht haben, die ein altersbedingtes Protein blockiert.
Dadurch werden positive Ergebnisse bei Mäusen mit der Zeit leichter erzielt, während die Korrelation zum Menschen sinkt.
Vielleicht hatte Douglas Adams doch recht.
Aber im Ernst: Viele Medikamente wirken bei Mäusen gut, bei Menschen aber nicht.
Ich frage mich, ob das auch bei rheumatoider Arthritis wirken könnte.
Ich kenne jemanden, der sehr unter dieser Krankheit leidet, deshalb interessiert mich das besonders.
Immer wenn bei HN Mausforschung gepostet wird, gibt es viel Skepsis.
Als Laie fällt es mir schwer zu unterscheiden, welche Kommentare fundiert sind.
Ich frage mich, ob es Bereiche gibt, in denen Mausmodelle eine besonders hohe Erfolgsquote für Studien am Menschen haben.
Das ist kein Pessimismus, sondern die Realität.
Fast alle Wachstumsprozesse im Körper lassen sich chemisch auslösen.
Inzwischen beginnen auch Menschen, solche Stoffe einzunehmen, und wir beobachten nun, was dabei herauskommt.
Laut diesem ScienceDirect-Artikel könnte eine Verringerung von Arthritis das Krebsrisiko erhöhen.
Ich träume davon, wieder laufen zu können.
Ich möchte diesen Moment wieder erleben, in dem das Gehirn nach etwa 7 km ganz still wird.
Es wäre schön, in meinem Leben auch nur ein einziges Mal 10 km laufen zu können.
Ich versuche inzwischen zu akzeptieren, dass ich nicht mehr laufen kann.
Wenn ich manchmal im Traum laufe, fühlt es sich so natürlich und glücklich an, aber dann wache ich auf und merke, dass es nicht real ist.
Trotzdem bin ich dankbar, dass die Erinnerung daran geblieben ist, dass ich früher laufen konnte.
Ich mochte das Laufen nicht einmal besonders, aber ich erinnere mich daran wegen der Gesundheit und des Erfolgsgefühls.
Ich weiß sehr gut, wie sich diese Sehnsucht anfühlt.
Mir persönlich hat die Anleitung von Leigh Brasington geholfen.
Es vermittelt ein ähnliches Gefühl wie Laufen, aber ohne Belastung für Knie oder Hüfte.
Jemand, den ich kenne, hat lange Zeit glücklich mit ElliptiGo als Ersatz trainiert und konnte am Ende wieder laufen.
Ich selbst habe ElliptiGo wegen Nackenschmerzen eine Zeit lang statt Laufen genutzt.
Inzwischen ist es nicht einmal mehr möglich, schmerzfrei zu gehen.
Eine Operation wäre zwar möglich, aber mit Metalleinsatz, langer Erholungszeit und unvollständigen Ergebnissen ist sie keine wirkliche Lösung.
Ich hoffe trotzdem, dass solche Forschungen irgendwann zu sinnvollen und zugänglichen Behandlungen führen.