Von der Nase zum Knie
Text: Reto Caluori
Knorpelzellen aus der Nase eignen sich hervorragend dazu, Schäden im Kniegelenk zu heilen.
Knorpelschäden in Gelenken sind schwierig zu behandeln: Bei herkömmlichen Therapien bleiben mitunter dauerhafte Schmerzen oder eine eingeschränkte Beweglichkeit bestehen. Forscher der Universität und des Universitätsspitals Basel haben eine vielversprechende Methode entwickelt, mit der sich ein beschädigter Knorpel im Knie heilen lässt. Dabei entnehmen sie Knorpelzellen aus der Nase und züchten sie im Labor zu einem funktionsfähigen Gewebe. Dieses wird anschliessend in den verletzten Knieknorpel eingesetzt.
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Die Züchtung des Gewebes ist arbeitsintensiv und erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst wird der aus der Nasenscheidewand entnommene Knorpel im Labor zerkleinert und mithilfe von Enzymen weiter zerlegt, um die Knorpelzellen aus dem Gewebe zu lösen. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)link.zoom -
Anschliessend wird das Gewebe zentrifugiert, um die Knorpelzellen zu isolieren. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)link.zoom -
Während zwei Wochen vermehren sich die Knorpelzellen in einer Nährlösung, werden dann auf ein Gerüst aufgebracht und wachsen schliesslich zu einem knorpelähnlichen Gewebe heran, das den mechanischen Belastungen eines Gelenks standhält. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)link.zoom -
Unter dem Mikroskop erkennt man die dicht gedrängten Nasenknorpelzellen während der Vermehrungsphase. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)link.zoom -
Im Operationssaal wird das Transplantat in Form und Grösse an den Knorpelschaden im Knie angepasst. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)link.zoom -
Die Chirurgen entfernen zuerst das beschädigte Gewebe des Knieknorpels und setzen dann das gezüchtete Knorpelstück ein. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)link.zoom -
In der Einschätzung der Patienten führt die Therapie zu einer relevanten Verbesserung; zudem zeigte die Implantation bei keinem Patienten Nebenwirkungen, die mit dem Implantat zusammenhängen. Nun wird die neue Behandlungsmethode in einer klinischen Studie an über hundert Patienten getestet. (Bild: Universität Basel, Christian Flierl)link.zoom
Die Forschenden um Prof. Ivan Martin und Prof. Marcel Jakob verfolgen dabei gleich zwei innovative Ansätze: Zum einen verwenden sie Nasenknorpelzellen, die bezüglich Wachstum und Knorpelbildung bessere Eigenschaften aufweisen als Zellen aus dem Gelenk. Und zum andern implantieren sie keine Zellen, sondern ein reifes Gewebe, das ähnliche Eigenschaften hat wie das Knorpelgewebe im Kniegelenk.
Bereits früher hatte die Gruppe nachgewiesen, dass Zellen aus der Nasenscheidewand über eine besondere Fähigkeit verfügen, zu wachsen und neue Knorpel zu bilden, die kaum vom Alter abhängig ist. Versuche an Ziegen zeigten zudem, dass das Implantat aus Nasenknorpelzellen sich gut mit der Umgebung im Knie verträgt. In einer ersten klinischen Studie am Universitätsspital Basel wurden rund 20 Patienten erfolgreich behandelt.
Die Basler Forschergruppe untersucht zurzeit in einer Studie die Wirksamkeit der Methode, die sich insbesondere für defekte Knieknorpel in gesunden Gelenken eignet. Das Projekt «Bioengineered grafts for cartilage healing in patients» (BIO-CHIP) wird dabei vom EU-Förderprogramm «Horizon 2020» unterstützt.
Ivan Martin ist Professor für Tissue Engineering am Departement Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel. Unter seiner wissenschaftlichen Leitung läuft eine Studie, in welcher mit Knorpelzellen aus der Nase Knorpelschäden im Kniegelenk repariert werden. Der klinische Teil wird von der Abteilung Orthopädie und Traumatologie am Universitätsspital durchgeführt.
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