„Die wirksamste natürliche Methode zur Behandlung von Tendinose ist die Unterbrechung der sich wiederholenden Tätigkeit, die die Verletzung verursacht, damit der Bereich heilen kann“, sagt die Chirurgin und Zellbiologin Rowena McBeath, MD, PhD, vom Philadelphia Hand to Shoulder Center at Jefferson Health, die die Studie leitete. „Aber es kann sehr schwierig sein, eine Tätigkeit aufzugeben, von der die Menschen für ihr Einkommen abhängen. Andere Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass Sehnenzellen unter Druck ihre Form verändern und härter werden, ähnlich wie der Knorpel im Kniemeniskus. Die Forschung deutet auch darauf hin, dass mit zunehmendem Alter die Blutzufuhr zu den Sehnen abnimmt, so dass sie nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. „Unsere Analyse verknüpft diese beiden Forschungsrichtungen und zeigt, dass eine verminderte Sauerstoffzufuhr ein Schlüsselereignis ist, das dazu führt, dass Sehnenzellen nicht mehr gesund, sondern härter und weniger flexibel sind, was zu Tendinose führt“, sagt McBeath.
Die Ergebnisse wurden am 28. März in der Fachzeitschrift Aging Cell veröffentlicht.
Dr. McBeath und Kollegen untersuchten Sehnenproben von Patienten, die wegen Tendinose operiert wurden, und verglichen die Sehnen von älteren mit denen von jungen Patienten. Bei normalem Sauerstoffgehalt behielten die Sehnenzellen eine normale Form und Flexibilität. Wurden diese Zellen jedoch in einem sauerstoffarmen Milieu gezüchtet, das die sauerstoffarme Umgebung älterer Menschen nachahmt, veränderten die Sehnenzellen ihre Form und wurden rund und ähnelten eher zähen knorpelähnlichen Zellen, die als Faserknorpel bezeichnet werden.
Bei niedrigem Sauerstoffgehalt verringerten die gealterten Sehnenzellen auch die Aktivität eines Signalmoleküls namens Rac1. Rac1 ist an vielen zellulären Prozessen beteiligt, unter anderem an denen, die die Form, die Bewegung und das Wachstum von Zellen steuern. Bei reduziertem Rac1 begannen die Sehnenzellen ihre Form zu verändern, allerdings nur unter sauerstoffarmen Bedingungen. Als die Forscher die Rac1-Aktivität unter sauerstoffreichen Bedingungen blockierten, konnten die Sehnenzellen ihre normale Form beibehalten.
„Das Besondere an dieser Studie ist, dass die Ergebnisse die Prozesse, die bei einer Sehnenverletzung beim Menschen ablaufen, getreu beschreiben, anstatt anhand eines Tiermodells zu arbeiten“, sagt Irving Shapiro, PhD, stellvertretender Vorsitzender für Grundlagenforschung in der orthopädischen Chirurgie am Jefferson. „Mit dem Einverständnis der Patienten haben wir menschliches Sehnengewebe untersucht, das normalerweise bei Operationen entsorgt wird. Die Analyse von menschlichem Gewebe bietet einen optimalen Ansatz für das Verständnis von Ereignissen, die während der Krankheitsentwicklung auftreten.“
Die nächsten Schritte der Arbeit bestehen darin, mehr darüber zu erfahren, wie die Manipulation des Sauerstoffgehalts und der nachgeschalteten Signalmoleküle Rac1 und anderer das Sehnengewebe verändern könnte. Wenn die Forscher einen Weg finden, die Rac1-Produktion in Sehnen zu erhöhen, könnten sie den Sehnenzellen helfen, ihre Form zu behalten und so Tendinose zu verhindern.
Die Forschung hat auch Auswirkungen auf andere häufige degenerative orthopädische Erkrankungen, bei denen die Anregung von Zellen zur Bildung von Faserknorpel ebenso nützlich sein könnte. „Wenn dieses Gewebe, das verhindert, dass Knochen aneinander reiben, im Knie, in der Hüfte oder in der Wirbelsäule beschädigt wird, kann dies zu starken Schmerzen führen und einen Gelenkersatz erforderlich machen.“
„Jetzt, da wir verstehen, wann und wie Sehnenzellen ihre Form verändern, können wir sie vielleicht so manipulieren, dass sie ihre Sehneneigenschaften beibehalten oder sich bei Bedarf in Faserknorpel umwandeln, um das Fehlende zu ersetzen. Bevor wir diese Ideen bei Patienten anwenden können, müssen wir weitere Arbeiten an Zell- und Tiermodellen durchführen, um zu verstehen, wie diese Wege funktionieren und wie man sie manipulieren kann.“