Mittwoch, 21. August 2019
Navigation öffnen

Medizin

17. April 2019 Osteopetrose: Usprung der Osteoklasten im Mausmodell entdeckt

Die Marmorknochenkrankheit (Osteopetrose) ist eine meist genetisch bedingte Krankheit, die durch das Fehlen oder die Unterfunktion von Osteoklasten verursacht wird. Dadurch kommt es zu erheblichen Störungen der Knochenstruktur und mechanischen Stabilität. Eine Knochenmarktransplantation ist die derzeit einzige Behandlungsmöglichkeit, die aber oft nur partiell erfolgreich ist. Forscher des Leibniz-Instituts für Alternsforschung (FLI) in Jena haben jetzt im Mausmodell entdeckt, dass Osteoklasten einen anderen zellulären Ursprung haben als bisher angenommen. Damit eröffnen sich neue therapeutische Optionen zur Osteopetrose-Behandlung.
Anzeige:
Fachinformation
Fehlende Osteoklasten

Die Osteopetrose ist eine meist genetisch bedingte Krankheit, die durch das Fehlen oder die Unterfunktion von knochenabbauenden Zellen, den Osteoklasten, verursacht wird. Durch die stetige Anhäufung von Knochengewebe wird die Mikroarchitektur des Knochens gestört und die mechanische Stabilität gemindert. Trotz der erheblichen Vermehrung von Knochenmasse neigen die Patienten häufig zu Knochenbrüchen, die oft nur schwer verheilen. Darüber hinaus können schwere Knochen- und Gesichtsdeformationen, Zahnlosigkeit und Blindheit auftreten.

Knochenverdickungen

Osteoklasten sind Zellen, die direkt am Knochen anliegen und für den kontinuierlich stattfindenden Knochenabbau verantwortlich sind. Fehlen Osteoklasten oder sind sie defekt, dann wird keine Knochenmatrix mehr abgebaut. Es kommt zur Knochenverdickung und zum Fehlen von Knochenaussparungen, die aber wichtig sind für z.B. den Durchbruch von Zähnen, die direkte Verbindung zwischen den Augen und dem Gehirn über den Sehnerv, und auch für die Blutstammzellen, die im Knochenmark ansiedeln und lebenslang für die Blutbildung verantwortlich sind. Deshalb ist das Krankheitsbild der Marmorknochenkrankheit sehr divers.

Knochenmarktransplantation nur bedingt erfolgreich

Die Behandlungsmethode der Wahl ist die Bereitstellung von normalen Blutstammzellen aus gesunden Patienten über eine Knochenmarktransplantation. Jedoch sind die Nebeneffekte einer Transplantation oft sehr schwerwiegend und die Erfolgsaussichten mit 40-60% relativ gering. Alternative Behandlungsmethoden sind daher wünschenswert. Bisher ging man davon aus, dass durch eine Knochenmarktransplantation neue blutbildende Stammzellen zur Verfügung gestellt werden, aus denen sich gesunde Osteoklasten entwickeln können. Forscher konnten nun aber nachweisen, dass die Osteoklasten in Wirklichkeit einen ganz anderen Ursprung haben.

Therapie im Mausmodell erfolgreich

Forschern um Prof. Dr. Claudia Waskow, Seniorgruppenleiterin am Jenaer Leibniz-Institut für Alternsforschung und der Technischen Universität Dresden sowie Professorin an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, gelang es in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern vom Memorial Sloan Kettering Institute in New York, USA, im Mausmodell zu zeigen, dass Osteoklasten einen anderen Ursprung haben, als bisher angenommen. Sie nutzten dieses Wissen, um eine neue therapeutische Methode zur Prävention bzw. Behandlung der Marmorknochenkrankeit in der Maus erfolgreich zu testen. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Osteoklasten-Bildung im Embryo

„Wir fanden heraus, dass die Osteoklasten sich nicht aus den blutbildenden Stammzellen im erwachsenen Tier bilden, sondern bereits im Embryo gebildet werden“, berichtet die Biologin und Alternsforscherin. „Sie entwickeln sich aus Erythro-Myeloiden-Vorläuferzellen, einem Stammzelltyp, der nur während einer kurzen Zeitspanne existiert und aktiv ist“. In dieser Entwicklungsphase bilden sich neben den Osteoklasten noch weitere Fresszelltypen, die ebenfalls lebenslang in den Geweben verbleiben und deren Funktion zurzeit intensiv erforscht wird. Die Osteoklasten wandern in die Knochenanlagen ein, die zu diesem Zeitpunkt noch sehr weich sind, und fangen an, Knochensubstanz abzubauen. Das führt zur Entstehung von Knochenmarkhöhlen.

Fusion zwischen Osteoklasten und Monozyten

Das Forscherteam um Prof. Waskow konnte weiterhin zeigen, wie sich Osteoklasten jung halten. Dafür fusionieren die Osteoklasten im Erwachsenenalter mit speziellen Blutzellen, den Monozyten. Durch diese Verbindung wird der Zellkern des jungen Monozyten dem bereits bestehenden Osteoklasten hinzugefügt; der Kern der jungen Monozyten-Zelle bleibt in der älteren Empfängerzelle aktiv. „Wir konnten diesen Transfer durch spezielle Färbungsexperimente im Mausmodell bestätigen, indem sich nur die Osteoklasten farblich veränderten“, erklärt Waskow. Die Experimente wiesen nach, dass das genetische Material des Spenderzellkerns in den Empfängerzellen, den Osteoklasten, weiterhin aktiv war.

Den Forschern gelang darüber hinaus der Nachweis, dass sich mit Hilfe des Transfers von Monozyten aus gesunden Spendertieren in ein an Marmorknochenkrankheit-leidendes Tier die Osteopetrose verbessern lässt. „Unsere Experimente könnten die Grundlage für eine neue Behandlungsstrategie für Patienten darstellen, die dann nicht mehr den schweren Nebenwirkungen einer Knochenmarktransplantation ausgesetzt wären und bessere Heilungschancen hätten,“ prognostiziert Waskow die Studienergebnisse.

Quelle: Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)


Das könnte Sie auch interessieren

Aktionsbündnis Patientensicherheit e.V. (APS) vergibt Deutschen Preis für Patientensicherheit 2018

Aktionsbündnis Patientensicherheit e.V. (APS) vergibt Deutschen Preis für Patientensicherheit 2018
© psdesign1 / fotolia.com

In deutschen Krankenhäusern sterben jährlich etwa 15 000 Patienten an Infektionen. Damit diese weitestgehend vermieden und Patienten schnellstmöglich behandelt werden können, ist ein gutes Infektions-management notwendig. Das Kompetenzzentrum „Mikrobiologie und Hygiene" der St. Franziskus-Stiftung Münster verfolgt dazu seit 2014 ein umfassendes interdisziplinäres Gesamtkonzept für mehr Patientensicherheit. Der Fokus liegt dabei auf der Infektionsvermeidung, dem Infektionsmanagement und sowie dem Schutz vor Keimübertragung. Das...

Arzneimittelbehörden rufen weltweit zur verstärkten Meldung von Nebenwirkungen auf

Arzneimittelbehörden rufen weltweit zur verstärkten Meldung von Nebenwirkungen auf
© nmann77 / fotolia.com

In einer gemeinsamen Kampagne fordern derzeit Arzneimittelbehörden weltweit Patientinnen und Patienten dazu auf, ihnen verstärkt Verdachtsfälle von Nebenwirkungen zu melden. Ein besonderer Fokus liegt in diesem Jahr auf dem Appell, Verdachtsfälle von Nebenwirkungen bei Kindern zu melden. Weitere Zielgruppen sind Schwangere sowie stillende Frauen, die eine sichere Anwendung von Arzneimitteln sowie die Meldung möglicher Nebenwirkungen sensibilisiert werden sollen. In Deutschland werden diese Meldungen durch das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte...

Patientenportal für klinische Studien macht medizinische Forschung für alle transparent und zugänglich

Patientenportal für klinische Studien macht medizinische Forschung für alle transparent und zugänglich
© pressmaster / Fotolia.com

In Deutschland werden jedes Jahr über 500 klinische Forschungsstudien zu neuen Therapien und Medikamenten durchgeführt. Ein Großteil betrifft Volkskrankheiten wie Diabetes, Asthma, COPD, Arthrose oder Schuppenflechte und richtet sich an chronisch kranke Patienten. Leider weiß die Mehrheit dieser Patienten nichts über aktuelle Studien und die Möglichkeiten, die sich daraus für sie ergeben können. Hier setzt das Aufklärungsprinzip von Mondosano an und bietet einfach aufbereitete Informationen zu neuen Therapieformen und Forschungsprojekten. Bei...

Nüsse sind kein Ersatz für die Darmspiegelung

Nüsse sind kein Ersatz für die Darmspiegelung
© fredredhat / Fotolia.com

Magen-Darm-Ärzte mahnen zur Vorsicht bei Meldungen über bestimmte Nahrungsmittel, die vor Krebs schützen sollen. „Öffentliche Erklärungen wie gerade mal wieder von Ernährungswissenschaftlern der Uni Jena über den Schutzmechanismus von Nüssen sind eher irreführend als hilfreich“, betont Dr. Dagmar Mainz, die Sprecherin der niedergelassenen Magen-Darm-Ärzte. „Auch Nusskonsumenten sind vor Darmkrebs nicht gefeit. Sicherheit bietet nur die Darmspiegelung.“

Wissen ist das beste Beruhigungsmittel – Das Blog zur Migräne- und Kopfschmerz-App M-sense

Wissen ist das beste Beruhigungsmittel – Das Blog zur Migräne- und Kopfschmerz-App M-sense
© Newsenselab GmbH

Nur wer die wesentlichen Vorgänge von Migräne- und Kopfschmerz-Attacken in seinem Körper versteht, erlangt genug Orientierung und Kompetenz im Umgang mit seiner Krankheit. Darum haben wir von der Migräne und Kopfschmerz-App M-sense ein Blog gestartet, in dem wir unsere Expertise teilen und diskutieren: von aktuellen Studien bis zur weiterführenden Link-Sammlung, von Erfahrungen, Rückschlägen und Hilfe. Doch vor allem möchten wir hier Wissen, Kompetenz und Verständnis vermitteln. Die M-sense-Nutzer sollen ebenfalls zu Wort kommen,...

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Osteopetrose: Usprung der Osteoklasten im Mausmodell entdeckt"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.