Auslöser von Sehnenbeschwerden aufgedeckt
Sehnen sind stark, aber nicht unverwundbar. Werden sie ständig überlastet,
zum Beispiel bei intensivem Sport, können sie sich schleichend verändern,
was Schmerzen hervorruft.
Für diese Veränderungen ist ein Protein mit dem Namen HIF1
mitverantwortlich, wie Forschende nun in Experimenten mit Mäusen und mit
menschlichem Sehnengewebe zeigen konnten.
Die Erkenntnisse könnten die Suche nach neuen Therapien beflügeln, die
wirken, bevor das Gewebe irreversibel geschädigt ist.
Achillessehnenschmerzen, Tennisellbogen, Schwimmerschulter und
Springerknie – viele junge Sportlerinnen und Sportler sowie auch ältere
Personen kennen solche Beschwerden. Sie sind alle auf eine
Überbeanspruchung von Sehnen zurückzuführen und sind in der Regel sehr
schmerzhaft.
«Sehnen sind grundsätzlich anfällig für Überbeanspruchung», erklärt Jess
Snedeker. Er ist Professor für orthopädische Biomechanik an der ETH Zürich
und an der Universitätsklinik Balgrist in Zürich. «Sie müssen starken
Belastungen standhalten, da sich die ganzen Kräfte unserer Muskeln auf die
relativ dünnen Sehnen bündeln, die diese Kräfte in Bewegungen unseres
Skeletts übertragen.»
Die genannten Beschwerden werden medizinisch als Tendinopathien
bezeichnet, und sie gehören zu den häufigsten Erkrankungen, die
Orthopädinnen und Orthopäden behandeln müssen. Doch die
Therapiemöglichkeiten sind begrenzt. Physiotherapie kann zwar helfen, aber
es gibt viele schwere Fälle, bei denen diese Behandlung nicht viel
bewirkt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler möchten daher
Sehnenprobleme besser erforschen, um darauf basierend wirksame Therapien
zu entwickeln.
Nicht nur Korrelation, sondern Ursache
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Snedeker und von Katrien de Bock,
Professorin für Bewegung und Gesundheit an der ETH Zürich, hat dabei nun
einen wichtigen Meilenstein erreicht. Sie fanden einen zentralen
molekularen Auslöser für solche Sehnenprobleme: das Protein HIF1. Eine
Untereinheit dieses Proteins ist ein Transkriptionsfaktor, der in den
Zellen die Aktivität von Genen steuert.
Bisher war bereits bekannt, dass dieses Protein in erkrankten Sehnen
vermehrt vorkommt. Allerdings war unklar, ob diese Zunahme nur eine
Begleiterscheinung der Beschwerden ist oder ob das Protein die Beschwerden
auslöst. Das Zürcher Forschungsteam konnte nun in Versuchen mit Mäusen und
mit menschlichem Sehnengewebe aufzeigen, dass Letzteres der Fall ist.
Behandeln, bevor es zu spät ist
In verschiedenen Mausexperimenten aktivierten die Forschenden entweder das
Protein HIF1 dauerhaft oder sie schalteten es komplett aus. Während sie
bei den Mäusen mit dauerhaft aktiviertem HIF1 Sehnenbeschwerden auch ohne
Überbeanspruchung feststellten, kam es in den Mäusen ohne HIF1 selbst bei
Überbeanspruchung zu keinen Sehnenbeschwerden.
Sowohl bei den Mäusen als auch in Experimenten mit menschlichen
Sehnenzellen, die die Forschenden von Sehnenoperationen im Spital erhalten
hatten, konnten sie zeigen: Erhöhte HIF1-Werte im Gewebe führen zu einer
krankhaften Neuorganisation der Sehnen: Es bilden sich mehr
Querverbindungen zwischen den Kollagenfasern, die die Grundstruktur der
Sehnen bilden.
«Dadurch werden die Sehnen spröder und ihre mechanische Funktion wird
beeinträchtigt», erklärt Greta Moschini, Doktorandin in den Gruppen von De
Bock und Snedeker sowie Erstautorin der Studie. Ausserdem wachsen
Blutgefässe und Nerven in das Sehnengewebe ein. «Das könnte die Erklärung
sein für die bei Tendinopathien häufig auftretenden Schmerzen», sagt
Moschini.
«Unsere Studie liefert nicht nur neue Erkenntnisse darüber, wie die
Krankheit entsteht. Sie zeigt auch, dass es wichtig ist, Sehnenprobleme
frühzeitig zu behandeln», sagt Snedeker. Er denkt dabei insbesondere an
junge Athletinnen und Athleten, die häufig mit Sehnenbeschwerden zu
kämpfen haben. In diesen Fällen liessen sich die Probleme oft noch
behandeln. «Die von HIF1 im Sehnengewebe verursachten Schäden können sich
jedoch akkumulieren und mit der Zeit irreversibel werden. In diesem Fall
hilft keine Physiotherapie mehr, sondern nur noch das chirurgische
Entfernen der krankhaften Sehne.»
Ansatzpunkt für die Medizinforschung
Da HIF1 nun als molekularer Auslöser ermittelt wurde, stellt sich die
Frage: Kann man Medikamente entwickeln, die HIF1 inaktivieren und damit
Sehnenbeschwerden verhindern oder heilen? Ganz so einfach sei es nicht,
erklärt ETH-Professorin De Bock. HIF1 ist in vielen Organen dafür
zuständig, Sauerstoffmangel zu erkennen und eine Anpassung des Körpers
daran in Gang zu bringen. «HIF1 im ganzen Körper auszuschalten, würde
wahrscheinlich zu Nebenwirkungen führen», erklärt sie.
Denkbar wäre es allenfalls, nach Methoden zu suchen, um HIF1 spezifisch
nur im Sehnengewebe auszuschalten. Vielversprechender hält De Bock jedoch
den Ansatz, in den Zellen die biochemischen Prozesse rund um HIF1 noch
genauer zu erforschen. Möglicherweise findet man so weitere Moleküle, die
von HIF1 beeinflusst werden und die sich als bessere Ziele für eine
Therapie gegen Tendinopathien eignen könnten. Genau auf diese Suche werden
sich die Forschenden nun begeben.
