Münster (mfm/hh) - Mit dem Rad gestürzt oder beim Fußballspielen umgeknickt - schnell ist dann der Knochen gebrochen oder eine Sehne gerissen. Meist heilt die Verletzung problemlos, manchmal kommt es aber zu Heilungsstörungen. Am Institut für Muskuloskelettale Medizin (IMM) der Universität Münster untersuchen Mediziner, warum solche Störungen auftreten und wie man diese behandeln kann. Für entsprechende Forschungen konnte Prof. Richard Stange jetzt gleich zwei große Projekte einwerben: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Arbeit des Instituts in der nächsten drei Jahren mit insgesamt 850.000 Euro.

Aus weich mach´ hart: Knorpel zu Knochen

Im ersten Vorhaben untersucht eine Arbeitsgruppe die Rolle des Proteins Syndecan-1 beim Umbau von Knochen zu Knorpel. „Wir wissen bereits, dass Syndecan-1 einen wichtigen Einfluss auf die Osteoklastogenese und den Remodelingprozess von Knorpel zu Knochen bei der Frakturheilung hat“, sagt Prof. Stange, der im IMM die Abteilung für Regenerative Muskuloskelettale Medizin leitet. Wenn ein gebrochener Knochen heilt, bildet sich zunächst Knorpel. Dieser wird durch Fresszellen, sogenannte Chondro- und Osteoklasten, abgebaut. Am übrigen Gerüst bilden knochenaufbauende Zellen, die Osteoblasten, neuen Knochen.

Das Protein Syndecan-1 wirkt in diesem Prozess als Botenstoff. Wenn weniger Syndecan-1 vorhanden ist, ist die Osteoklastenzahl geringer und der Knochen heilt langsamer. „Wir werden in dem Projekt rekombinantes Syndecan-1 tierexperimentell sowie in 2D- und 3D-Zell- und Organoid-Kulturen applizieren, um so die folgende Veränderung des Frakturheilungsprozesses zu charakterisieren“, kündigt Stange an.

Die Abteilung Gewebebiologie und Morphogenese des Max-Planck-Instituts für Molekulare Biomedizin unter der Leitung von Prof. Ralf H. Adams unterstützt die Forschungen. Die dortigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden neugebildetes Knochengewebe nach einem Bruch durch mRNA-Analysen untersuchen. Sie analysieren die Zellzusammensetzung des neuen Knochengewebes, wenn Syndecan-1 fehlt. Außerdem wird in einem klinischen Studienteil das Blut von Patientinnen und Patienten nach einem Knochenbruch auf Syndecan-1 untersucht. Die Forschenden hoffen, dadurch eine Vorhersage über den Heilungsverlauf des Bruchs geben zu können.

Flexibel bleiben im Alter

Das zweite der neuen Projekte befasst sich damit, wie der Rezeptor Integrin α2β1 zur Belastbarkeit von Sehnen beiträgt. Aus vorangegangenen Studien wissen die Forschenden, dass eine unterdurchschnittliche Menge des Rezeptors die Sehnenbelastbarkeit senkt. „Es wurde ein höherer Umsatz der Matrix und eine signifikante Reduktion von Proteoglykanen beobachtet, wenn kein Integrin α2β1 vorhanden war“, sagt Stange. Weniger davon führe demnach zu einer geringeren Sehnenqualität und das wiederum könnte eine Rolle bei der Sehnenalterung im fortgeschrittenen Lebensalter spielen. Die Arbeitsgruppe will den Zusammenhang sowohl im Reagenzglas als auch im Mausmodell untersuchen; auch bei diesem Projekt kommt eine klinische Studie mit Patientinnen und Patienten hinzu.

Kooperation mit der Klinik für Unfallchirurgie

Sowohl das Projekt zur Frakturheilung als auch das zur Sehnendegeneration wird in Zusammenarbeit mit der münsterschen Uniklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie durchgeführt. „Wir identifizieren Patienten mit Regenerationsstörungen nach Verletzungen, um sie – falls sie einverstanden sind - in die klinischen Studien aufnehmen zu können“, beschreibt Klinikdirektor Prof. Michael Raschke die Kooperation. Diese belege, wie institutsübergreifende Zusammenarbeit vertiefende Forschungsprojekte ermögliche und damit dem Endziel der Forschungen diene: die Heilungschancen von Patientinnen und Patienten mit Knochenbrüchen und Sehnendegeneration zu verbessern.