Bei Osteoporose und einigen Krebsarten verlieren Knochen ihre Fähigkeit zur Regeneration. Er wird spröde und mit der Zeit brüchiger. Seit Langem suchen Mediziner nach einer Lösung für dieses Problem. Forschern in Straßburg ist nun ein entscheidender Fortschritt gelungen – wenn auch erst einmal nur bei Mäusen.
Gesunde Knochen sind einem ständigen Umbau unterworfen. Spezialisierte Zellen bauen mineralische Substanz auf, andere bauen sie wieder ab. Deshalb können gebrochene Knochen wieder heilen. Anders ist es, wenn das Gleichgewicht zwischen Auf- und Abbau gestört ist. Bei Osteoporose und einigen Krebsarten verliert unser Knochen seine Fähigkeit zur Regeneration, er wird spröde und mit der Zeit brüchiger.
Seit Langem suchen Mediziner nach einer Lösung für dieses Problem. Forscher des Nationalen Instituts für medizinische Forschung (Inserm) in Straßburg ist nun ein entscheidender Fortschritt gelungen. In den „Proceedings“ schreiben Nadia Benkirane-Jessel und Mitarbeiter, wie es ihnen gelang, die Bildung neuer Knochen mithilfe von Nanotechnologie und Wachstumsfaktoren anzuregen: „Wir konnten in Lebewesen die Knochenbildung anstoßen.“ Die Lebewesen waren zwar Mäuse, doch Tierversuche sind allgemein üblich, bevor neue Methoden Eingang in die Medizin finden.
Aus Lysin und Glutaminsäure, zwei natürlichen Aminosäuren, konstruierten die Forscher winzige, doppelwandige Nano-Kapseln, in die zwei Wachstumsfaktoren eingeschlossen waren. Wurden diese Kapseln Mäusen unter die Haut injiziert, dann bildete sich an den entsprechenden Stellen Knochengewebe. Einer der verwendeten Wachstumsfaktoren, das TGF-beta ist unter anderem an der Heilung von Knochenbrüchen beteiligt. Der andere, das BMP-2, spielt während der Embryonalentwicklung eine Rolle beim Aufbau des Skeletts.
Im heranwachsenden Embryo geben Chondroblasten (Knorpel bildende Zellen) in einem ersten Schritt die Form der späteren Knochen vor. Das heißt, sie bauen bereits das gesamte Skelett auf, allerdings aus reinem Knorpelgewebe. Erst in einem zweiten Schritt, der weit ins Kindesalter nach der Geburt hineinreicht, werden Osteoblasten tätig. Erst diese Knochenbildner machen aus dem Knorpelskelett ein dauerhaft hartes Knochen?skelett, indem sie mineralische Substanz („Kalk“) in die vorgegebene Knochenform einlagern.
Benkirane-Jessel und Mitarbeitern ist es nun offenbar gelungen, diesen natürlichen Weg der Knochenbildung bei Embryo und Kind teilweise kontrolliert nachzuvollziehen. Es gelang ihnen, körpereigene Stammzellen anzuregen, sich zu Chondroblasten und Osteoblasten zu entwickeln, die anschließend auch noch die ihnen zukommenden Aufgaben erfüllten.
Der gesamte dabei ablaufende Prozess wird von einer Vielzahl von Signalen und Botenstoffen gesteuert, aber offenbar reichen die beiden benutzten Wachstumsfaktoren TGF-beta und BMP-2 aus, den vielen Einzelschritten die richtige Richtung vorzugeben.
Quelle: Welt Online