Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Menschen eine salamanderähnliche Fähigkeit besitzen, Knorpel in Gelenken nachwachsen zu lassen.
Wissenschaftler haben entdeckt, dass Knorpel in menschlichen Gelenken sich selbst reparieren kann – durch einen Prozess, der dem der Salamander und Zebrafische bei der Gliedmaßenregeneration ähnelt.
Die Studie zeigt, dass dieser Reparaturmechanismus in Knöchelgelenken besonders robust ist, während er in Hüftgelenken schwächer ausgeprägt wirkt.
Forscher sehen darin Potenzial für neue Therapien gegen Osteoarthritis, die weltweit häufigste Gelenkerkrankung.
Leitende Autorin ist Professorin Virginia Kraus von den Abteilungen für Medizin, Pathologie und Orthopädische Chirurgie am Duke University Medical Center in den USA.
Sie erklärt: „Wir glauben, dass ein Verständnis dieser salamanderartigen Regenerationsfähigkeit beim Menschen und der kritisch fehlenden Komponenten dieses Regelkreises die Grundlage für neue Ansätze zur Reparatur von Gelenkgewebe – und möglicherweise ganzer menschlicher Gliedmaßen – bilden könnte.“
Die Experten entwickelten eine Methode, um das Alter von Proteinen mittels interner molekularer Uhren zu bestimmen. Diese Uhren basieren auf Umwandlungen von Aminosäuren.
Frisch gebildete Proteine im Gewebe weisen wenige oder keine Umwandlungen auf, ältere viele.
Dies ermöglichte es, Schlüsselproteine im menschlichen Knorpel als jung, mittelalt oder alt zu klassifizieren.
Laut einer Studie in Science Advances variiert das Knorpelalter stark je nach Körperposition.
Knorpel in Knöcheln ist jung, in Knien mittelalt und in Hüften alt.
Diese Befunde korrespondieren mit Regenerationsmustern bei Tieren wie Salamandern.
Die Entdeckung erklärt, warum Hüft- und Knieverletzungen länger heilen und oft zu Arthritis führen.
Die Forscher identifizierten zudem microRNAs als Regulatoren dieses Prozesses. Diese sind bei regenerationsfähigen Tieren wie Salamandern, Zebrafischen, afrikanischen Süßwasserfischen und Eidechsen besonders aktiv.
Sie könnten als Medikamente dienen, um Arthritis zu verhindern, zu verlangsamen oder umzukehren.
Hauptautor Dr. Ming-Feng Hsueh: „Wir waren begeistert zu erfahren, dass die Regulatoren der Regeneration in Salamandergliedmaßen auch die Reparatur des Gelenkgewebes in menschlichen Gliedmaßen kontrollieren.“
Prof. Kraus ergänzt: „Wir könnten diese Regulatoren stärken, um degenerierten Knorpel in arthritischen Gelenken vollständig zu regenerieren.
Wenn wir die uns im Vergleich zu Salamandern fehlenden Komponenten identifizieren, könnten wir sie ergänzen und eines Tages verletzte Gliedmaßen regenerieren.
Dieser Mechanismus könnte auf viele Gewebe anwendbar sein, nicht nur auf Knorpel.“