Sonntag, 11. Dezember 2016


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Arthrofibrose: Wie entstehen Narben im Kniegelenk?

Hoffnung auf Heilung: Forschergruppe am HDZ NRW entschlüsselt molekulare Grundlagen

(lifePR) (Bad Oeynhausen, ) Der Eiweiß-Botenstoff, der Wissenschaftler am Institut für Laboratoriums- und Transfusionsmedizin am Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW) unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Cornelius Knabbe und Dr. Philipp Traut, langjähriger Chefarzt der Klinik am Rosengarten in Bad Oeynhausen, seit Jahrzehnten in seinen Bann zieht, trägt einen komplizierten Namen: Er heißt Xylosyltransferase, kurz XT. Am HDZ NRW wurde die XT nicht nur erstmals identifiziert. Hier hat man auch nachgewiesen, dass dieses Eiweiß bestimmte Krankheitsprozesse im menschlichen Körper, zum Beispiel am Herzmuskel oder in der Leber, anzeigen und beeinflussen kann. Neue Erkenntnisse bringt jetzt eine Forschungsarbeit der Biologin Dr. Doris Hendig und der Biochemikerin Dr. Isabel Faust, die in der Fachzeitschrift "Scientific Reports" veröffentlicht ist. Sie haben gemeinsam mit weiteren beteiligten Kooperationspartnern die besonderen Mechanismen aufgedeckt, die zu einer krankhaften Vermehrung von Bindegewebe im Gelenk, der sogenannten Arthrofibrose mit typischer Gewebevernarbung, führen. Diese Erkrankung tritt nach einem endoprothetischen Kniegelenksersatz bei bis zu zehn Prozent der Betroffenen auf.

Proteine sind Alleskönner

"Eiweiße, auch Proteine genannt, finden sich in überall im Körper", erläutern Dr. Doris Hendig und Dr. Isabel Faust. "Dabei verleihen sie nicht nur den Zellen ihre Struktur, sondern beeinflussen auch den biochemischen Stoffwechsel, indem sie Signalstoffe erkennen und chemische Reaktionen auslösen." Die Xylosyltransferase dient den Wissenschaftlerinnen dabei als Marker zur Bestimmung von Krankheitsaktivitäten. "Wird ein erhöhter XT-Wert im Blut gemessen, so gilt dies als Charakteristikum für eine abnorme Vermehrung von Bindegewebe in einem Organ." Offensichtlich aktiviert der Eiweißstoff dabei auch verschiedene molekulare Schalter, welche die Wundheilung fördern und dazu führen, dass im Gelenk eine Narbe entsteht. Bleibt der schädigende Einfluss bestehen, kommt es zur Ausbildung der Fibrose.

Bei der Arthrofibrose führen diese Prozesse zu einer Vernarbung des Bindegewebes, die im Gelenk schmerzhafte Beschwerden verursacht und die Bewegungsfähigkeit erheblich beeinträchtigen kann.

"Nur wenn wir herausfinden, welche Mechanismen die Wundheilung im Gewebe stören und wie diese funktionieren, können wir auch in der Behandlung Fortschritte erzielen", erklärt der Orthopäde Dr. Philipp Traut die langjährigen Forschungsaktivitäten. Deshalb sind weitere Studien geplant, in denen bei Arthrofibrose-Patienten untersucht werden soll, ob sich die Bestimmung der XT-Aktivität zur frühzeitigen Erkennung einer Arthrofibrose eignet und die Xylosyltransferase möglicherweise auch als Angriffspunkt für eine mögliche Therapie eingesetzt werden kann.

"Strukturelle und experimentelle Untersuchungen auf dem Gebiet der Zellbiologie sind sehr langwierig", erläutert Prof. Dr. Cornelius Knabbe das Vorhaben. "Aber wir stoßen auch immer wieder auf neue Erkenntnisse, die zum besseren Verständnis von Erkrankungen führen. Das macht die Faszination der molekularen Forschung aus."

Hintergrundinformation:

Das Eiweiß Xylosyltransferase (XT) ist wesentlich am Aufbau der Strukturen im menschlichen Bindegewebe beteiligt. Es leitet dort die Bildung des Zuckeranteils bei Zucker-Eiweiß-Verbindungen ein, durch die etwa die Elastizität der Haut und des Gelenkknorpels bestimmt werden. XT erfüllt aber auch weitere wichtige Aufgaben im menschlichen Körper. Sie ist an verschiedenen krankheitsbedingten Veränderungen der inneren Organe beteiligt, bei denen das funktionell aktive Gewebe durch ein starres Bindegewebe ersetzt wird. Die Erkenntnisse über die Regulation der Xylosyltransferase während dieses Prozesses der "Vernarbung" tragen dazu bei, die biologischen Zusammenhänge bei der Erkrankung besser zu verstehen und mögliche Therapieansätze aufzuzeigen.

Quelle/Literaturnachweis:

Faust, I. et al. Human xylosyltransferases - mediators of arthrofibrosis? New pathomechanistic insights into arthrofibrotic remodeling after knee replacement therapy. Sci. Rep. 5, 12537; doi: 10.1038/srep12537 (2015).

www.nature.com/articles/srep12537

Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-Westfalen

Das Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-Westfalen (HDZ NRW), Bad Oeynhausen, ist ein international anerkanntes Zentrum zur Behandlung von Herz-, Kreislauf- und Diabeteserkrankungen. Mit 37.000 Patienten pro Jahr, davon 15.000 in stationärer Behandlung, ist das HDZ NRW ein führendes Spezialklinikum in Europa. Unter einem Dach arbeiten vier Universitätskliniken und Institute seit 30 Jahren interdisziplinär zusammen. Das HDZ NRW ist Universitätsklinik und zugleich Akademisches Lehrkrankenhaus der Ruhr-Universität Bochum.

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