Neue Ansätze bei Kleinwuchs

5. Oktober 2002, 10:36
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Zentrale Steuerungsmechanismen bei der Entwicklung von Knochen analysiert

Berlin - Forschern des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik in Berlin ist es gelungen, zentrale Steuerungsmechanismen bei der Entwicklung von Knochen zu verstehen. Damit verbunden ist die Hoffnung auf neue Therapiemöglichkeiten gegen die Achondroplasie. Diese Krankheit ist die häufigste Form des skelettären Kleinwuchses beim Menschen. Sie äußert sich in im Verhältnis zum Körper stark verkürzten Armen und Beinen.

Ursache dafür ist eine Fehlentwicklung der so genannten langen Röhrenknochen. Diese Knochen wachsen beginnend mit der Embryonalentwicklung bis zur Pubertät aus den Knorpelbereichen, den Wachstumszonen des menschlichen Skelettes.

Gesteuert wird dieses Wachstum durch zwei Prozesse. Zunächst wird aus den Knorpelzellen ein Modell des späteren Knochens angelegt, das durch die Teilung dieser Zellen immer weiter wächst. Gleichzeitig beginnen die Zellen im Zentrum dieser Knochenanlage, sich zu differenzieren: Sie beenden die Teilung, vergrößern sich und verändern sich dabei so, dass sie durch Knochen ersetzt werden können.

Rezeptor

Beide Prozesse - Zellteilung und Zelldifferenzierung - müssen für ein ungestörtes Längenwachstum der Knochen in einem Gleichgewicht zueinander stehen. Dafür verantwortlich ist ein Rezeptor, der bei gesunden Menschen durch ein körpereigenes Signal mit dem Namen FGF aktiviert wird. Bei Achondroplasie-Patienten aber, so haben Wissenschafter bereits vor Jahren herausgefunden, funktioniert dieser Rezeptor auf Grund einer bestimmten Gen-Mutation nicht: Er bleibt auch ohne die FGF-Signale ständig aktiv.

Unklar war bisher, welche Konsequenzen dies für die Knorpel- und Knochenentwicklung beim Menschen hat. Auch konnten trotz dieser Erkenntnis noch keine effektiven Therapien gegen den Kleinwuchs entwickelt werden. Die Einnahme von Wachstumshormonen beispielsweise zeigt bei der Achondroplasie im Gegensatz zu hormonell bedingten Kleinwuchsformen nur eine sehr begrenzte therapeutische Wirkung.

Die Max-Planck-Forscher um die Genetikerin Andrea Vortkamp wiesen nun am Beispiel von Mäusen nach, dass die FGF-Signale die Zellteilung hemmen und die Differenzierung der Knorpelzellen beschleunigen. Dadurch würden den Wachstumszonen vermehrt Knorpelzellen entzogen. Bei Achondroplasie-Patienten trage also sowohl eine verminderte Zellteilung als auch eine beschleunigte Zelldifferenzierung zu den Wachstumsstörungen bei.

Ein weiterer Faktor, der beim Knochenwachstum eine Rolle spielt, sind die so genannten "Bone Morphogenetic Proteins" (BMPs). Auch diese Proteine haben die Berliner Genetiker jetzt analysiert. Sie zeigten, dass diese Proteine die gleichen Prozesse der Knorpelentwicklung steuern wie die FGF-Signale, allerdings in entgegengesetzter Richtung: Die Proteine erhöhen die Zellteilung und verzögern die Differenzierung der Knorpelzellen.

Tierversuch

Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse behandelten die Forscher die für die Ausbildung der Gliedmaßen verantwortlichen genetischen Anlagen einer "Achondroplasie-Maus" mit dem Protein. Ergebnis: Die Behandlung wirkte den für Kleinwuchs typischen Merkmalen eindeutig entgegen.

Auch wenn noch weitere Studien nötig seien, wiesen diese Forschungsergebnisse schon heute auf neue Ansätze für gezielte Therapien von Achondroplasie hin. "Unsere Untersuchungen zeigen, dass die Identifizierung des für Fehlbildungen verantwortlichen Gens nur ein erster Schritt in Richtung einer Erfolg versprechenden Therapie ist", betonte Vortkamp. (APA/AP)

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