Extrazelluläre Vesikel zur Therapie von Osteoarthrose

Infolge der alternden Bevölkerung wird Osteoarthritis (OA) zur fünfzehnthäufigsten Ursache für Invalidität und betrifft über 7 % der Weltbevölkerung. OA ist gekennzeichnet durch den Abbau von Knorpel, der die Knochenenden bedeckt, was zu Schmerzen und Bewegungseinschränkungen der betroffenen Patienten führt. Prognosen zufolge wird sich die Zahl der Erkrankten im Alter von 60 Jahren und darüber bis 2050 verdoppeln und bis 2100 mehr als verdreifachen. OA ist nicht nur eine Krankheit, die die Gelenke betrifft, sondern hat auch erhebliche Auswirkungen auf das soziale Leben der Patienten, da soziale Isolation, Depressionen und unfreiwillige Arbeitslosigkeit aufgrund der Behinderung OA auch zu einer sozioökonomischen Belastung machen. Bislang sind die Behandlungsmöglichkeiten für OA hauptsächlich palliativ und konzentrieren sich auf die Linderung von Schmerzen und Entzündungen, führen aber nicht zu einer vollständigen Wiederherstellung der mechanischen Funktion des Gelenks. Seit über einem Jahrzehnt sind zellbasierte Therapien ein nützliches Instrument zur Behandlung von Knorpeldefekten. Neben Chondrozyten, die die einzige Zellart im Knorpel sind, hat die Anwendung von Stammzellen zu vielversprechenden Ergebnissen geführt. Stammzellen besitzen die Fähigkeit, sich in jede Art von Zelle zu differenzieren (z. B. Muskelzellen, Knochenzellen, Nervenzellen u. a.), um das beschädigte Gewebe zu ersetzen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass nicht nur die Differenzierung der Stammzellen zur Verbesserung beiträgt, sondern auch die Sekretion von nanogroßen Partikeln, insbesondere extrazelluläre Vesikel (EVs), die Regeneration des Knorpels beeinflussen. Als Reaktion auf äußere Reize (z. B. Entzündungssignale, Nahrungsentzug) können Zellen miteinander kommunizieren, indem sie EVs freisetzen, die verschiedene Signale in Form von bioaktiven Molekülen (z. B. miRNAs, Proteine) enthalten. Diese EVs werden dann von einer Nachbarzelle aufgenommen und setzen ihren Inhalt frei, was dann zu einer zellulären Antwort entsprechend dem Inhalt der EVs führt. Ziel dieses Projekts ist es, festzustellen, wie verschiedene äußere Reize die therapeutische Wirkung von EVs beeinflussen, die aus Stammzellen aus Fettgewebe isoliert werden. Daher werden die Stammzellen mit verschiedenen Stimuli (Entzündung, geringe Sauerstoffverfügbarkeit, pro-chondrogene Signale) behandelt, bevor die EVs isoliert werden. Chondrozyten, die von Osteoarthritis-Patienten stammen, werden mit diesen EVs behandelt, und es soll ermittelt werden, welche zelluläre Vorbehandlung den größten regenerativen Effekt hervorruft. Darüber hinaus wird ein Defekt in einem Knorpelstück erzeugt und EVs werden in diesen Defekt eingebracht. Die Reparaturfähigkeit wird durch verschiedene Tests bewertet. Wenn eine Heilung des Knorpels in diesem Ex-vivo-Modell erreicht werden kann, könnte die Umsetzung dieses Ansatzes Millionen von Patienten, die an OA leiden, ihre Lebensqualität zurückgeben.