MIT-Forscher züchten Knorpelzellen auf "Designer"-Gel

Einsatz bei Osteoarthrose und Sport-bedingten Knorpelschäden

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine neuartige Technologie zur Reparatur von Knorpeln entwickelt. Von der Entwicklung sollen neben Patienten mit der degenerativen Gelenkserkrankung Osteoarthrose auch Personen mit Sport-bedingten Knorpelschädigungen profitieren. Über die Fortschritte auf dem Gebiet der Gewebezüchtung „Tissue Engineering“ berichtet das Team um John Kisiday im Fachmagazin Proceedings of the National Acacdemy of Sciences (PNAS).

Die Technik umfasst die Züchtung von Knorpelzellen in einem neuen „Designer“-Gel außerhalb des Körpers. Das Zell-durchsetzte Gel wird in das geschädigte Gelenk gepflanzt. Das wachsende Gewebe soll sich anschließend in den umgebenden, gesunden Knorpel integrieren. Das Gel baut sich langsam ab und übrig bleibt, läuft alles nach Plan, ein funktionierendes Gewebe. Das MIT-Team hofft, dass das „Knorpel-Gel“ mittels Arthroskopie implantiert werden kann. Diese minimal invasive Operationsmethode sei nicht nur kostengünstiger, sondern verkürze auch die Genesungszeit des Patienten.

Obwohl das auf diesem Weg gezüchtete Gewebe erst im Tiermodell getestet werden muss, „ist es bereits nachgewiesen, dass es die mechanischen und biochemischen Eigenschaften eines natürlichen Knorpels besitzt“, erklärte MIT-Forscher Alan Grodzinky. Derzeit existiert lediglich ein einziges von der US-Gesundheitsbehörde FDA zugelassenes Verfahren für die Reparatur von Knorpelschäden. Bei dieser Methode wird dem Patienten eine kleine Zahl an Knorpelzellen entnommen, außerhalb des Körpers vermehrt und in die geschädigte Region implantiert. „Die Methode ist mit rund 30.000 Dollar allerdings teuer und resultiert nicht in der Wiederherstellung von echtem Knorpelgewebe“, gibt Grodzinksy zu bedenken.

Die Knorpelzellen wachsen in einem Hydrogel-Gerüst, wie es bereits seit Jahren in der regenerativen Biologie und Medizin eingesetzt wird. Das Gel ist biokompatibel und kann für verschiedene Zwecke maßgeschneidert werden. Die Gefahr, dass über das Hydrogel Viren zum Gewebe weitergereicht werden, wird dadurch verhindert, dass die Peptide des Gels nicht aus Geweben von Tieren stammen. Obwohl die Voraussetzungen für eine zukunftsträchtige Knorpel-Reparatur gegeben scheinen, gibt es noch einige Hürden zu überwinden. „Noch ist zum Beispiel nicht klar, zu welchem Zeitpunkt das Zellgerüst implantiert werden soll“, sagte Grodzinksy.