Wachstumsfaktors BMP2

mRNA-Moleküle können Knochenverletzungen schneller heilen

Robert Klatt

mRNA-Moleküle können direkt in den Knochenzellen die Bildung des Wachstumsfaktors BMP2 auslösen. Das Protein kann dann Knochenverletzungen schneller heilen.

Rochester (U.S.A.). Die Heilung von Knochenzellen wird signifikant durch den Wachstumsfaktors BMP2 (bone morphogenetic protein 2) beeinflusst. Die Medizin hat daher in den letzten Jahren Medikamente eingeführt, die rekombinante Versionen dieses Proteins enthalten. Deren Wirksamkeit konnte jedoch nicht überzeugen. Hinzukommt, dass die gentechnische Herstellung solcher Arzneimittel sehr kostenintensiv ist, weil große Mengen des Proteins benötigt werden, um den erwünschten Effekt auszulösen.

Ein Team um Elizabeth Balmayor von der Universität Maastricht hat gemeinsam mit Wissenschaftlern der Mayo Clinic deshalb eine alternative Behandlungsmethode entwickelt, bei der der Wachstumsfaktors BMP2 nicht extern über Medikamente hinzugeführt wird. Stattdessen nutzen sie synthetische mRNA-Moleküle, die den Zellstoffwechsel neu ausrichten und somit im Körper des Patienten die Bildung des Proteins auslösen. Diese Methode soll nicht nur die Wirkung deutlich verbessern, sondern auch vergleichsweise kostengünstig sein.

Enzymen zersetzen mRNA-Moleküle

Wie die Forscher in ihrer Publikation im Fachmagazin Science Advances erklären, haben mRNA-Moleküle jedoch den Nachteil, dass diese im Körper von Enzymen schnell zersetzt werden. Die Wissenschaftler haben die mRNA-Moleküle deshalb chemisch modifiziert (cm), um sie vor dem Abbau durch Enzyme besser zu schützen.

Erprobt wurde diese cmRNA im Rahmen einer präklinischen Studie bei Ratten, denen zuvor ein Teil des Oberschenkelknochens entfernt wurde. Die Lücke wurde dann mit einem Gewebe gefüllt, das zuvor mit der cmRNA getränkt wurde.

cmRNA verursacht Bildung des Wachstumsfaktors BMP2

Anschließend konnten die Wissenschaftler beobachten, dass die Knochenzellen die cmRNA absorbierten und die Produktion von BMP-2 begannen. In nur vier Wochen konnten sie so im entfernten Teil des Oberschenkelknochens eine neue stabile Knochenbrücke bilden. Laut Balmayor erfolgte die Knochenbildung direkt und nicht wie bei den rekombinanten Proteinen der Medikamente über die Kallusbildung. Dies beschleunigt laut den Wissenschaftlern die Knochenheilung deutlich.

Klinische Studien mit Menschen

Ob die synthetischen mRNA-Moleküle sich auch zur Behandlung von Menschen eignen, muss noch in klinischen Studien untersucht werden. Zuvor wollen die Wissenschaftler jedoch noch weitere tierexperimentelle Studien durchführen, um die Sicherheit der Methode zu untersuchen. Ein Risiko, dass dabei analysiert werden soll, ist die eventuelle Bildung von Tumoren durch den Wachstumsfaktors BMP2. Bisher konnten die Wissenschaftler aber noch keine Hinweise darauf finden, dass die cmRNA von Zellen außerhalb des Knochens aufgenommen wird und dadurch das Krebswachstum fördert.

Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abl6242

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