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Tierversuch

Neuer Ansatz bei Kniearthrose

Derzeit gibt es noch keine Heilung bei Arthrose. Forscher haben nun an Mäusen gezeigt, dass eine einfache Injektion ins Knie die Knorpeldegeneration stoppen kann. Dabei wird der EGFR-Signalweg überaktiviert. Das Besondere ist auch die Formulierung des potenziellen Arzneimittels.
Daniela Hüttemann
20.01.2021  11:37 Uhr

»Es gibt einen großen ungedeckten Bedarf für krankheitsmodifizierende Arthrosemedikamente«, stellt Dr. Ling Qin, Professorin für orthopädische Chirurgie an der University of Pennsylvania, fest. Allein in den USA leiden schätzungsweise 27 Millionen Menschen an der fortschreitenden degenerativen Gelenkerkrankung. In Deutschland sind Angaben des Robert-Koch-Instituts zufolge knapp die Hälfte aller Frauen und knapp ein Drittel aller Männer über 65 Jahren von Arthrose betroffen.

Die Behandlungsmethoden sind bislang überschaubar. Eine ursächliche Therapie steht noch nicht zur Verfügung. Man weiß jedoch bereits seit Längerem, dass der Signalweg des Epidermalen Wachstumsfaktors (EGFR) im Knorpel eine Rolle spielt. Eine Defizienz oder Inaktivierung führt bei Mäusen zu einer Progression der Arthrose. Umgekehrt sollte eine (Über-)Aktivierung schützen. Das konnte das Team  um Qin bei Tieren mit Kniearthrose (Gonarthrose) nun erstmals zeigen.

Zunächst verglichen die Wissenschaftler zwei Mausmodelle miteinander. Zum einen waren das normale Mäuse, zum anderen Tiere, die einen EGFR-Liganden mit dem Kürzel HBEGF in den knorpelproduzierenden Chondrozyten überexprimierten, wodurch es zu einer Überaktivierung des EGFR-Signalwegs im Knieknorpel kommt. Diese Mäuse zeigten durchgehend mehr Knorpelmasse, was bedeutet, dass sich der Knorpel bei ihnen nicht so abnutzte wie bei Mäusen mit normaler EGFR-Aktivität. Im Erwachsenenalter war ihr Knorpel sogar resistent gegen Degeneration und andere Merkmale von Arthrose, selbst wenn der Meniskus ihres Knies beschädigt war, berichtet die Gruppe im Fachjournal »Science Translational Medicine«. Um ihre Hypothese zu untermauern, gaben sie den Mäusen mit EGFR-Überaktivierung den EGFR-Blocker Gefitinib. Tatsächlich verschwand dadurch der Knorpelschutz.

Auf die pharmazeutische Formulierung kommt es an

Hilft es also gegen Arhtose, einfach einen EGFR-Liganden als Tablette einzunehmen? So einfach ist es nicht. »Freie EGFR-Liganden haben eine kurze Halbwertszeit und können aufgrund ihrer geringen Größe nicht in einer Gelenkkapsel zurückgehalten werden«, erklärt Dr. Zhiliang Cheng, einer der korrespondierenden Koautoren der Arbeit. Daher entwickelte das Team eine Nanoformulierung, die ins betroffene Gelenk gespritzt wird. »Nanopartikel helfen, sie vor Abbau zu schützen, ihr Verweilen auf das Gelenk zu beschränken, die Toxizität außerhalb der Zielstruktur zu verringern und sie tief in dichten Knorpel zu tragen, um Chondrozyten zu erreichen«, so Cheng.

Erhielten Mäuse eine entsprechende Injektion ins Knie, verlangsamte sich die Knorpeldegeneration und Knochenverhärtung. Die Tiere hatten auch weniger Schmerzen. Dabei beobachteten die Forschenden keine gravierenden Nebenwirkungen.

»Während viele technische Aspekte dieser Anwendung noch ausgearbeitet werden müssen, würde die Möglichkeit, den Verlauf der Arthrose durch eine Injektion anstelle einer Operation zu stoppen oder zu verlangsamen, unser Gefühl und unsere Funktion im Alter und nach einer Verletzung dramatisch verändern«, sagt ein weiterer Mitautor der Studie, Dr. Jaimo Ahn.

Die verwendeten Nanopartikel seien bereits zur Anwendung klinisch getestet und als sicher eingestuft worden. Die Gruppe will die Galenik nun optimieren und an größeren Tieren testen, bevor klinische Studien starten können. Bis zur Anwendungsreife wird es also noch dauern.

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