Warum entstehen chronische Beschwerden, die sogar Sportlerkarrieren beenden können? Was passiert mit einer Sehne, wenn sie altert? Und wie reagieren ihre Zellen auf Veränderungen ihrer Umgebung? Mit diesen Fragen beschäftigt sich das 2012 gegründete Institut für Sehnen- und Knochenregeneration der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität in Salzburg. Im Alltag schenken wir den Sehen meist wenig Aufmerksamkeit – bis sie schmerzen oder verletzt sind. Dabei gehören Sehnenerkrankungen und -verletzungen zu den häufigen klinischen Problemen, nicht nur bei älteren Menschen, sondern besonders auch bei Hobby- und Profisportlern.
Im Mittelpunkt der Forschung des Instituts für Sehnen- und Knochenregeneration, steht ein besseres Verständnis der biologischen Vorgänge, die Gesundheit, Schädigung und Heilung einer Sehne bestimmen. Denn nur auf dieser Grundlage lassen sich neue Therapien gezielt entwickeln.
Sehne und ihre Umgebung
Eine spannende Frage ist, wie Sehnen ihre Umgebung wahrnehmen. Sie reagieren nicht nur auf mechanische Belastungen wie Zug oder Druck, sondern auch auf Temperatur oder die Verfügbarkeit von Energie.
Das Institut untersucht beispielsweise das Protein TRPV1, das Veränderungen seiner Umgebung wahrnehmen kann und unter anderem als Temperatursensor bekannt ist. Auch Sehnenzellen besitzen solche Sensoren. Welche Aufgabe sie dort erfüllen, ist jedoch noch wenig verstanden. Die Forschenden untersuchen deshalb, welche Rolle TRPV1 und Wärme für die Biologie der Sehne spielen – möglicherweise ein Ansatzpunkt für neue Behandlungsmethoden.
Das SPARC Protein
Ein weiterer Schwerpunkt ist SPARC, ein Protein, das an der Organisation und dem Umbau der Umgebung von Zellen beteiligt ist. Arbeiten des Instituts zeigen, dass sich SPARC im Zuge der Sehnenalterung deutlich verändert und zu altersbedingten Veränderungen des Gewebes beiträgt. Gemeinsam mit internationalen Kooperationspartnern konnte zudem gezeigt werden, dass seltene genetische Veränderungen von SPARC mit Sehnenverletzungen in Zusammenhang stehen können. Erste vorklinische Experimente deuten darauf hin, dass die Verabreichung von SPARC nach einer Verletzung die Heilung positiv beeinflussen könnte.
Ein aktuelles Forschungsprojekt beschäftigt sich mit dem Stoffwechsel der Sehne. Im Mittelpunkt steht Laktat, das lange vor allem als Stoffwechselprodukt intensiver körperlicher Belastung galt. Heute weiß man, dass es vielfältigere Aufgaben erfüllt und von Zellen auch als Energiequelle genutzt werden kann. In einem experimentellen Modell untersucht das Institut, wie Laktat Zellüberleben, oxidativen Stress und die Kollagenstruktur von Sehnen beeinflusst. Langfristig könnten auch daraus neue therapeutische Ansätze entstehen.
Von Genen bis zur Sehnenfunktion
Solche Fragen zu beantworten, erfordert einen Blick auf die Sehne aus ganz unterschiedlichen Perspektiven. Die Methoden reichen von der Untersuchung einzelner Gene und Proteine bis zur Analyse der mechanischen Eigenschaften des gesamten Gewebes. Dafür braucht es Expertise aus Molekularbiologie, Zellbiologie und Biomechanik. Erst ihr Zusammenspiel ermöglicht es, die komplexen Vorgänge in einer Sehne vom einzelnen Molekül bis zum funktionierenden Gewebe zu verstehen.
Eine besondere Stärke des Instituts ist dabei die enge Verbindung von Grundlagenforschung und klinischer Medizin. Neben Grundlagenwissenschaftlern arbeiten auch Ärzte, etwa aus der Unfallchirurgie, an wissenschaftlichen Fragestellungen. Beobachtungen und Ideen aus dem klinischen Alltag können so mit modernen wissenschaftlichen Methoden untersucht werden. Denn erfolgreiche Sehnenforschung ist vor allem eines: Teamarbeit.
Dr. Herbert Tempfer
