Regenerative Medizin bietet neue Hoffnung für die Knorpelreparatur im Knie

Dragan Primorac, Vilim Molnar, Dimitrios Tsoukas, Ilona Uzieliene, Carlo Tremolada, Petar Brlek, Emil Klarić, Dinko Vidović, Marija Zekušić, Jolita Pachaleva, Eiva Bernotiene, Adrian Wilson, Ali Mobasheri · Croatian Medical Journal · 2024

Knieknorpel hat nur begrenzte Selbstheilungsfähigkeiten

Knorpel ist das glatte, dämpfende Gewebe, das die Knochenenden in Ihrem Kniegelenk überzieht. Im Gegensatz zu anderen Geweben in Ihrem Körper verfügt Knorpel über keine Blutversorgung. Das bedeutet, dass er sich bei Schäden nicht ohne Weiteres selbst heilen kann. Knieverletzungen, insbesondere solche, die den Knorpel betreffen, führen im Laufe der Zeit häufig zu Arthrose.

Herkömmliche Behandlungen wie Physiotherapie, Gewichtsmanagement und Schmerzmittel können helfen, die Symptome zu lindern. Sie können jedoch geschädigten Knorpel nicht wiederherstellen. Selbst chirurgische Verfahren wie die Mikrofrakturierung schaffen es oft nicht, die normale Knorpelstruktur und -funktion wiederherzustellen.

Stammzelltherapie zeigt ermutigende Ergebnisse

Mesenchymale Stammzellen (MSCs) sind regenerative Zellen, die überall in Ihrem Körper vorkommen. Diese besonderen Zellen können sich zu verschiedenen Gewebetypen entwickeln, einschließlich Knorpel. Die MSC-Therapie hat bei Patienten mit Kniearthrose vielversprechende Ergebnisse gezeigt.

Die Forschung hat mehrere Vorteile dokumentiert:

  • Reduzierte Schmerzintensität

  • Verbesserte Gelenkfunktion

  • Bessere Ergebnisse in MRT-Untersuchungen

  • Erhöhte knorpelunterstützende Moleküle im Gelenk

Trotz dieser ermutigenden Befunde sind weitere groß angelegte Studien erforderlich. Forscher weisen auch darauf hin, dass unterschiedliche Methoden zur Gewinnung und Aufbereitung von Stammzellen die Ergebnisse beeinflussen können.

Fettgewebe bietet eine reichhaltige Quelle für heilende Zellen

Ihr eigenes Fettgewebe enthält zahlreiche regenerative Zellen, darunter MSCs und Perizyten (Helferzellen, die die Blutgefäßheilung unterstützen). Injizierbare natürliche Gerüststrukturen aus mikrofragmentiertem Fettgewebe (speziell aufbereitetes Fett aus Ihrem eigenen Körper) haben in der Knorpelreparaturforschung zunehmend Aufmerksamkeit erlangt.

Diese injizierbaren Behandlungen wirken, indem sie sowohl eine unterstützende Struktur als auch heilende Zellen bereitstellen. Da das Gewebe aus Ihrem eigenen Körper stammt, besteht ein minimales Abstoßungsrisiko. Dieser Ansatz vereint die Vorteile von Gerüststrukturen mit der regenerativen Kraft Ihrer natürlichen Heilungszellen.

Wissenschaftler entwickeln fortschrittliche Gerüststrukturen

Tissue Engineering kombiniert Zellen, Gerüststrukturen und Signalmoleküle, um funktionelles Gewebe für die Knorpelreparatur zu schaffen. Forscher testen verschiedene Arten von Gerüststrukturen:

  • Natürliche Gerüststrukturen verwenden Materialien wie Kollagen und Hyaluronsäure. Sie sind gut körperverträglich, können aber an Stabilität mangeln.

  • Synthetische Gerüststrukturen bieten bessere mechanische Unterstützung, jedoch fehlen ihnen die biologischen Signale, die Zellen benötigen.

  • Hybride Gerüststrukturen kombinieren beide Typen und bieten sowohl Stabilität als auch biologische Vorteile.

  • Dezellularisierte Matrix-Gerüststrukturen verwenden aufbereitetes Gewebe, das Zellwachstum und Integration fördert.

Neue Bioprinting-Technologien können inzwischen komplexe Gerüststrukturen erzeugen, die den geschichteten Aufbau von natürlichem Knorpel nachahmen. Dies schafft eine ideale Umgebung für das Zellwachstum.

Gentherapie könnte zukünftige Behandlungen verbessern

Hochmoderne Techniken wie Gentherapie und CRISPR-Genom-Editierung zeigen Potenzial zur Verbesserung der Knorpelreparatur. Wissenschaftler können gezielt genetische Signalwege ansprechen, die an der Geweberegeneration beteiligt sind. Die Kombination dieser fortschrittlichen Therapien mit Tissue Engineering könnte zu personalisierten, langanhaltenden Behandlungen führen.

Das Ziel ist die Entwicklung von Therapien, die auf die individuellen Bedürfnisse jedes Patienten zugeschnitten sind. Dies könnte die Behandlungsergebnisse für Menschen mit Knieknorpelschäden und Arthrose verbessern.

Zusammenarbeit ist der Schlüssel, um Behandlungen zu den Patienten zu bringen

Diese umfassende Übersichtsarbeit betont, dass eine fortgesetzte interdisziplinäre Zusammenarbeit unerlässlich ist. Um diese innovativen Therapien vom Labor in die Klinik zu bringen, ist die Kooperation zwischen Wissenschaftlern, Chirurgen und anderen medizinischen Fachkräften erforderlich.

Für Patienten, die regenerative Optionen wie Lipogems® in Betracht ziehen, unterstreicht diese Forschung einen ermutigenden Trend. Behandlungen mit Ihren eigenen fettgewebsabgeleiteten Zellen bieten einen minimalinvasiven Ansatz, der mit den natürlichen Heilungsfähigkeiten Ihres Körpers zusammenarbeitet. Mit den Fortschritten im Tissue Engineering könnten Patienten mit Knieknorpelschäden in den kommenden Jahren Zugang zu wirksameren, personalisierten Behandlungen erhalten.

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Quelle: Primorac et al., Croatian Medical Journal, 2024.

Originalpublikation

Tissue engineering and future directions in regenerative medicine for knee cartilage repair: a comprehensive review

Dragan Primorac, Vilim Molnar, Dimitrios Tsoukas, Ilona Uzieliene, Carlo Tremolada, Petar Brlek, Emil Klarić, Dinko Vidović, Marija Zekušić, Jolita Pachaleva, Eiva Bernotiene, Adrian Wilson, Ali Mobasheri · Croatian Medical Journal · 2024

This review evaluates the current landscape and future directions of regenerative medicine for knee cartilage repair, with a particular focus on tissue engineering strategies. Scaffold-based approaches have emerged as promising solutions for cartilage regeneration. Synthetic scaffolds offer superior mechanical properties but often lack biological cues necessary for effective tissue integration. Natural scaffolds, though biocompatible and biodegradable, frequently suffer from inadequate mechanical strength. Hybrid scaffolds, combining synthetic and natural materials, present a balanced approach, enhancing both mechanical support and biological functionality. Advances in decellularized extracellular matrix scaffolds have shown potential in promoting cell infiltration and integration with native tissues. Bioprinting technologies have enabled creation of complex, bioactive scaffolds that closely mimic the zonal organization of native cartilage, providing an optimal environment for cell growth and differentiation. The review also explores the potential of gene therapy and gene editing techniques, including CRISPR-Cas9, to enhance cartilage repair by targeting specific genetic pathways involved in tissue regeneration. Integration of these advanced therapies with tissue engineering approaches holds promise for developing personalized and durable treatments for knee cartilage injuries and osteoarthritis. The review underscores the importance of continued multidisciplinary collaboration to advance these innovative therapies from bench to bedside and improve outcomes for patients with knee cartilage damage.

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