Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie ein Knorpel entsteht

08.01.2008
Wissenschaftler der TU Berlin lassen "künstliche" Knorpel wachsen

Wie entsteht eigentlich ein Knorpel? Mit gutem Grund geht Mark Rosowski vom Institut für Biotechnologie der TU Berlin dieser Frage nach: Verletzungen und Erkrankungen am Knorpelgewebe der Gelenke verursachen oft starke Schmerzen, während die Chancen auf Heilung von Rheuma und Arthrose mit herkömmlichen Methoden meist nur gering sind.

Lässt man dagegen Knorpelgewebe im Labor wachsen und transplantiert es anschließend, sehen die Chancen schon besser aus. Genau deshalb versuchen Mark Rosowski und andere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Deutschen Rheumaforschungszentrum auf dem Gelände der Universitätsklinik Charité im Zentrum Berlins, solche "künstlichen" Knorpel zu züchten.

Als Ausgangsmaterial nehmen sie dazu menschliche Knorpelzellen. Diese von Zellbiologen Chondrozyten genannten Zellen verändern im Labor aber rasch ihr Aussehen und verwandeln sich in eine Art Vorläuferzellen. Diese können sich im Organismus in Chondrozyten, aber auch in Muskel- oder Fettzellen sowie in Sehnen verwandeln. Im Labor aber gelingt diese Rückverwandlung in Knorpelzellen nicht so recht. "Erst wenn die Zellen die richtige dreidimensionale Umgebung haben, können sie zu Knorpelgewebe wachsen", erklärt Mark Rosowski. Genau diese räumliche Umgebung aber haben sie in den Kulturflaschen nicht, in denen im Labor normalerweise Zellen wachsen. Die Zellen sinken durch die Nährflüssigkeit auf den Flaschenboden und bilden dort eine Schicht, die nur so dick ist wie eine einzige Zelle. Ein solcher "Monolayer" hat aber nur zwei räumli-che Dimensionen, weil ihm die Höhe fehlt - ein Knorpelgewebe kann so kaum wachsen.

... mehr zu:
»Knorpel »Knorpelgewebe

Biologen kennen "Tricks", die den Vorläuferzellen auf die Sprünge helfen könnten: So können sie die Zellen zu einer Art Mini-Ball formen oder sie geben so viele Zellen in eine Kulturflasche, dass sich am Boden mehrere Zellschichten übereinander lagern. Auf diese Weise erzwingen sie zwar eine dreidimensionale Struktur, natürlich sind die Verhältnisse jedoch kaum. Viel besser ist das Ergebnis, wenn die Zellen sich selbst ihre natürliche Struktur suchen können. Dazu gibt Mark Rosowski die Vorläuferzellen in eine winzige Kapsel aus Zuckerpolymeren, die nur zirka einen halben Zentimeter Durchmesser hat. Wie von selbst beginnen sich die Zellen dort aneinander festzuhalten und bilden eine dreidimensionale Struktur. "In dieser Struktur stellen sich die Vorläuferzellen offensichtlich gegenseitig die Signale zur Verfügung, die für die Umwandlung in normale Chondrozyten notwendig sind", erklärt Mark Rosowski. In der Kapsel wächst so eine Art Knorpelgewebe, das Ärzte verwenden, um kleinere Risse und Schäden zu heilen. Allerdings können sich die hohen Kosten einer solchen Therapie bisher nur Spitzensportler und sehr wohlhabende Menschen leisten.

Obendrein hilft diese Transplantation bei großen Schäden, wie sie bei Altersarthrose oder Rheuma auftreten, kaum. "Vermutlich liefert bei Sportverletzungen das noch vorhandene gesunde Knorpelgewebe die Informationen für das richtige Wachsen der transplantierten Chondrozyten", erläutert Rosowski. Dieses gesunde Gewebe fehlt bei großen Schäden. Im Labor aber wachsen die Chondrozyten nur zu einem Gewebe, das viel lockerer als ein natürlich gewachsener Knorpel im Körper ist. Im Organismus selbst geben noch eine ganze Reihe von Signalen wichtige Informationen an die Chondrozyten, mit deren Hilfe das richtige Gewebe erst entsteht. Einige dieser Botenstoffe kennt man, weiß aber nicht, in welcher Konzentration und zu welcher Zeit sie wirken müssen, um einen festen Knorpel wachsen zu lassen. Gibt Mark Rosowski eine Mischung solcher Signalstoffe in die Kapseln mit den Chondrozyten, stellt er als erstes Ergebnis fest: "Das Wachstum und Verhalten der Zellen verändert sich." Bis er und seine Kollegen die beste Zusammensetzung der Signalstoff-Mischung kennen, dürfte aber noch einige Zeit vergehen, dämpft der Forscher zu große Erwartungen.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern: Dipl.-Biochem. Mark Rosowski, TU Berlin, Institut für Biotechnologie, Fachgebiet Medizinische Biotechnologie, Tel.: 030/89002262 oder 030/314-72573, E-Mail: rosowski@drfz.de.

Hinweis: Dieser Beitrag ist das "Thema der Woche - EIN-Blick für Journalisten" auf dem TUB-newsportal. Sie finden dort neben dem Beitrag einen Expertendienst sowie weiterführende Links: www.pressestelle.tu-berlin.de/newsportal

Dr. Kristina R. Zerges | idw
Weitere Informationen:
http://www.pressestelle.tu-berlin.de/medieninformationen/
http://www.pressestelle.tu-berlin.de/newsportal

Weitere Berichte zu: Knorpel Knorpelgewebe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics