Warum Belastung den Knorpel stärkt

Forscher der Duke University in Durham, North Carolina, haben das Geschehen im Knorpelgewebe simuliert, indem sie Chondrozyten in ein Agarosegel eingebettet und dort einem mechanischen Druck ausgesetzt haben, wie er bei der natürlichen Belastung der Gelenke beim Gehen und sonstigen Bewegungen auftritt. Sie beobachteten, dass der Druck den Ionenkanal Transient Receptor Potential Vanilloid 4 (TRPV4) aktiviert, durch den Calciumionen in die Zelle einströmen. Der erhöhte intrazelluläre Calciumspiegel hat weitreichende Konsequenzen. Insbesondere stimuliert er die Expression von Genen, die die Synthese der extrazellulären Knorpelmatrix codieren. Dies lässt darauf schließen, dass eine hohe Aktivität von TRPV4 in Chondrozyten die Knorpelmasse wachsen lässt.

Weiterhin beobachteten die Forscher, dass auch chemische Verbindungen imstande sind, TRPV4 zu aktivieren. Ein solcher TRPV4-Agonist ist der von GlaxoSmithKline entwickelte Wirkstoff GSK1016790A. Die Substanz hemmt zudem die Expression von Genen, die katabolische Enzyme codieren. Für Patienten, deren Arthrose so weit fortgeschritten ist, dass sie sich kaum noch bewegen können, könnte die medikamentöse Aktivierung des TRPV4 der Schlüssel zur Regeneration von degeneriertem Knorpelgewebe sein.

Die In-vitro-Versuche wurden an Chondrozyten vom Schwein durchgeführt. Wann ihnen Tierversuche folgen und ob daraus einmal ein Arzneimittel hervorgeht, steht noch in den Sternen.

Quelle: O’Conor CJ, et al. TRPV4-mediated mechanotransduction regulates the metabolic response of chondrocytes to dynamic loading. Proc Natl Acad Sci, Epub 13.01.2014.