3D-Modell für Knorpelabbau

Wirkung mechanischer Belastung auf Knorpelabbau in vitro untersucht

Dr. Alexandra Damerau und Dr. Timo Gaber (DRFZ und Charité – Universitätsmedizin Berlin) haben mit einem innovativen in-vitro-3D-Modell die mechanischen Einflüsse auf Knorpelgewebe untersucht. Sie konnten zeigen, dass mechanische Belastung entzündungsbedingten Knorpelabbau bei Arthrose abschwächen kann. Zudem wiesen sie die entzündungshemmende Wirkung von JAK-Inhibitoren nach. Ihr Modell bietet neue Ansätze für tierversuchsfreie Therapieentwicklungen. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Advanced Science veröffentlicht.

Forschende aus der Gruppe von Prof. Dr. Frank Buttgereit (Charité – Universitätsmedizin Berlin) entwickelten gemeinsam mit Kolleg:innen von Sanofi-Aventis Deutschland GmbH und der School of Life Sciences in der Schweiz ein hochmodernes in-vitro-3D-Modell, das die natürliche Umgebung des Knorpels nachahmt. Damit konnten sie die komplexen mechanischen Kräfte, die in den Gelenken auf den Knorpel wirken, präzise nachbilden. Mithilfe humaner chondrogener Mikrokonstrukte simulierte das Team sowohl gesunde als auch pathologische Knorpelzustände und ermöglichte neue Einblicke in die Rolle mechanischer Reize für die Knorpelintegrität. Die Studie zeigt, dass mechanische Belastung Entzündungen hemmen und somit dem Knorpelabbau entgegenwirken kann.

Zudem testeten die Forschenden in diesem Modell das therapeutische Potenzial eines JAK-Inhibitors zur Milderung arthrosebedingter Schäden. Ein zentraler Treiber der Gelenkentzündung bei Arthrose ist der Botenstoff TNF-α, dessen anhaltende Aktivität letztlich zum Knorpelabbau führt. Die entzündungshemmende Wirkung der JAK-Inhibitoren reduzierte diesen Abbau signifikant.

Dieses innovative Modell liefert nicht nur entscheidende Einblicke in die molekularen Mechanismen der Arthose, sondern ebnet auch den Weg für ethisch vertretbare, tierversuchsfreie Testverfahren für neuartige Therapien.