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Stammzellforschung für die Therapie von Osteoporose und Arthrose

16.02.2005


Eignen sich Stammzellen für die Behandlung von Knorpel- und Knochenkrankheiten? Mit dieser Frage befasst sich an der Uni Würzburg seit 2001 eine Klinische Forschergruppe. Die Wissenschaftler haben bislang so erfolgreich gearbeitet, dass die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Freistaat Bayern sie nun für weitere drei Jahre unterstützen: Insgesamt 1,5 Millionen Euro stehen in dieser Zeit für die Wissenschaft zur Verfügung.



Die Forscher untersuchen adulte Stammzellen, also solche, die jeder Erwachsene in sich trägt. Letzten Endes sollen die Zellen dazu gebracht werden, auf kontrollierte Art und Weise Knochen oder Knorpel zu bilden. Die Einsatzmöglichkeiten liegen zum Beispiel bei Knochen-, Knorpel- und Gelenkdefekten, Gelenksarthrose oder Osteoporose.

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Den Wissenschaftlern ist es bereits gelungen, Stammzellen des Knochenmarks und solche, die in der Nähe der so genannten Knochentrabekel sitzen, zu charakterisieren. Die beiden Sorten unterscheiden sich zwar leicht voneinander, tragen aber im Grunde beide das Potenzial für innovative Behandlungsverfahren in sich.

Zudem wurden Wachstums- und Differenzierungsfaktoren charakterisiert, die von diesen Stammzellen gebildet werden oder die für ihre Entwicklung von Belang sind. Nach der gentechnischen Herstellung dieser Faktoren wurden zum Teil Mutanten davon untersucht, um die Reifungsprozesse der Stammzellen in Richtung Knochenbildung zu beeinflussen.

Der Arbeitsgruppe von Professor Walter Sebald gelang es, die Proteinstruktur knochenbildender Wachstumsfaktoren (Bone Morphogenetic Proteins, BMP) zu beschreiben und in "Nature Structural and Molecular Biology" sehr hochrangig zu publizieren. Außerdem wurde in Kooperation mit Norbert Schütze die Wechselwirkung der BMP mit einem weiteren Wachstumsfaktor, dem "Cysteinreichen Protein 61" (cyr61) untersucht, einem Protein, das er bezüglich seiner Bedeutung in Knochen und Knorpel charakterisiert.

Um die Charakterisierung der verschiedenen Typen von Stammzellen geht es im Projekt von Ulrich Nöth. Dabei soll die Grundlage für ein "Tissue Engineering" entstehen, bei dem der Einsatz von Stammzellen für den Knochen- und Knorpelersatz auf Trägermaterialien erforscht wird. Für den Knorpelersatz laufen bereits eine vorklinische und eine klinische Studie. In letzterer werden junge Patienten, die an Arthrose im Frühstadium leiden, mit innovativen Materialien behandelt. Ihnen werden mittels Biopsie Knorpelzellen (Chondrozyten) von einer gesunden Stelle des Gelenks entnommen und in Zellkultur vermehrt. Dann werden sie an den Ort des Defekts transplantiert, wo sie einen neuen Überzug aus Knorpelzellen bilden sollen. Mittelfristig wird angestrebt, für dieses Verfahren Stammzellen zu verwenden.

Die Charakterisierung von Wachstums- und Differenzierungsfaktoren im Knochen kommt auch der Osteoporoseforschung zu Gute. Regina Ebert hat einen Mechanismus gefunden, über den chronische Entzündungszustände, wie sie etwa bei Rheumakranken auftreten, eine Osteoporose fördern. Hierfür erhielt sie den Knochenforschungspreis der Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie.

Im Herbst 2004 hat eine Kommission der DFG die Arbeit der Würzburger Forschergruppe "Osteogene Stammzelldifferenzierung und Therapie von Knochenverlust" begutachtet. Sie lobte ausdrücklich, dass die Forschergruppe weitere Drittmittelprojekte an den Lehrstuhl für Orthopädie gezogen habe. So seien gute Grundlagen vorhanden für die Schaffung eines Kompetenzzentrums zur Erforschung von Skelett-Erkrankungen und zur Versorgung der entsprechenden Patienten.

Künftig soll die Zusammenarbeit mit anderen Forschungseinrichtungen der Universität weiter intensiviert werden. Ein Novum in der kommenden Förderperiode ist die Kooperation mit der Unfallchirurgischen Klinik der Charité Berlin. Dort befasst sich eine Klinische Forschergruppe mit der Heilung von Knochenbrüchen und hat eine erhebliche Kompetenz in der Biomechanik aufgebaut. Weil sich das Spektrum der beiden Forschergruppen gut ergänzt, haben die Gruppenleiter, die Professoren Georg Duda (Berlin) und Franz Jakob (Würzburg), eine Synergien schaffende Kooperation geplant.

Die zum Großteil in der Orthopädischen Klinik König-Ludwig-Haus angesiedelte Klinische Forschergruppe wird vom Krankenhausträger, dem Bezirk Unterfranken, sehr unterstützt. Ihr Sprecher, Professor Jochen Eulert, ist Inhaber des Lehrstuhls für Orthopädie an der Universität und zugleich Ärztlicher Direktor der Bezirksklinik.

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Franz Jakob
T (0931) 803-1581
Fax (0931) 803-1599
E-Mail: f-jakob.klh@mail.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

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