Arthrose: Könnten Forscher den Schlüssel zur Prävention gefunden haben?
Eine neue Studie hat möglicherweise eine mögliche neue Präventions- und Behandlungsstrategie für Arthrose aufgezeigt, die eine der häufigsten und schwächendsten altersbedingten Erkrankungen in den USA ist.
Forscher am Scripps Research Institute (TSRI) in San Diego, Kalifornien, zeigen, dass Proteine namens FoxO der Schlüssel für die Gesundheit der Gelenke sind.
Durch die Erhöhung der Spiegel dieser FoxO-Proteine glauben sie, dass es möglich sein könnte, Arthrose zu behandeln oder sogar die Entwicklung der Krankheit zu stoppen.
Der leitende Studienautor Dr. Martin Lotz von der Abteilung für Molekulare Medizin am TSRI und sein Team haben kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche translationale Medizin.
Osteoarthritis, auch als degenerative Gelenkerkrankung bezeichnet, betrifft schätzungsweise mehr als 30 Millionen Erwachsene in den USA und ist damit die häufigste Arthritis.
Der Zustand ist durch einen Knorpelabbau gekennzeichnet, bei dem es sich um das Gewebe handelt, das die Gelenke der Knochen abfedert. Arthrose betrifft am häufigsten die Knie-, Hüft- und Handgelenke.
In einer früheren Studie stellten Dr. Lotz und sein Team fest, dass die FoxO-Spiegel im Gelenkknorpel reduziert sind. Für diese neueste Studie wollten die Forscher mehr darüber herausfinden, wie FoxO-Proteine die Gesundheit der Gelenke beeinflussen.
Die Auswirkungen eines FoxO-Mangels bei Mäusen
Die Forscher erreichten ihre Ergebnisse, indem sie Mäuse untersuchten, denen FoxO-Proteine im Gelenkknorpel fehlten. Im Vergleich zu Kontrollmäusen stellten die Wissenschaftler fest, dass bei Mäusen mit FoxO-Mangel die Gelenkdegeneration in einem signifikant jüngeren Alter auftrat.
Darüber hinaus zeigten die Nagetiere mit FoxO-Mangel während eines Laufbandtests eine größere Anfälligkeit für Knorpelschäden, und es war auch wahrscheinlicher, dass sie aufgrund einer Knieverletzung eine posttraumatische Arthrose entwickelten.
Bei weiteren Untersuchungen stellten die Wissenschaftler fest, dass die Mäuse mit FoxO-Mangel Anomalien in einem als Autophagie bezeichneten Prozess aufwiesen. Dies ist ein natürlicher Prozess, bei dem Zellen unerwünschte oder beschädigte Komponenten entfernen, um ihre Gesundheit zu erhalten und Reparaturen durchzuführen.
Ein FoxO-Mangel führte auch zu Anomalien in den Prozessen, die unsere Zellen vor Schäden durch freie Radikale schützen.
Darüber hinaus ergab die Studie, dass Mäuse, denen FoxO-Proteine fehlen, nicht die erforderlichen Mengen eines Proteins namens Schmiermittel produzieren konnten, was zum Schutz des Gelenkknorpels vor Verschleiß beiträgt.
Die verringerte Produktion von Schmiermittel war mit einer Verringerung gesunder Zellen in der „oberflächlichen Zone“ verbunden, bei der es sich um eine Knorpelschicht im Kniegelenk handelt.
Die Steigerung von FoxO kann Arthrose verhindern
Warum verursacht FoxO diese Probleme? Die Forscher fanden heraus, dass FoxO-Proteine die Expression von Genen regulieren, die für die Gesundheit der Gelenke wichtig sind, einschließlich solcher, die Entzündungen und Autophagie kontrollieren.
Das Fehlen von FoxO-Proteinen im Gelenkknorpel führt zu einer Zunahme der Entzündung und einer Abnahme der Autophagie, was bedeutet, dass die Zellen keine Schäden reparieren können.
"Die Reinigungsmechanismen, die die Zellen gesund halten, funktionierten bei diesen Knockout-Mäusen nicht", sagt Dr. Lotz.
Für den letzten Teil ihrer Studie wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob eine Erhöhung des FoxO-Spiegels diese „Reinigungsmechanismen“ wiederherstellen kann.
Durch die Erhöhung der FoxO-Expression in Zellen von Menschen mit Arthrose konnten die Forscher die Expression von Genen, die mit Entzündung und Autophagie assoziiert sind, normalisieren, und die Produktion von Schmiermittel wurde ebenfalls wiederhergestellt.
Das Team plant nun, Moleküle zu entwickeln, die den FoxO-Spiegel erhöhen und ihre Auswirkungen in experimentellen Arthrosemodellen bewerten können.
"Medikamente, die die Expression und Aktivität von FoxO steigern, könnten eine Strategie zur Vorbeugung und Behandlung von Arthrose sein."
Dr. Martin Lotz
