Sehne

Prof. Dr. rer. nat. Britt Wildemann

Seit 2007 beschäftigt sich unsere Arbeitsgruppe mit verschiedenen Aspekten der Sehnenheilung. Ziel ist es die Prozesse der Heilung und degenerative Veränderungen besser zu verstehen, um häufig vorkommenden Komplikationen, wie Rerupturen oder der Nichtheilung des Sehnengewebes, entgegenwirken zu können.

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Sehnenheilung und Sehnenregeneration

Abbildung 1: Risikofaktoren beeinflussen die Heilung nach Rotatorenmanschetten-Rekonstruktionen. Zellbiologische Einflussparameter sind bisher unbekannt. Aus: Wildemann B, and Klatte F. 2011. Ligaments and Tendons Journal 1:160-167.
Abbildung 2: Multipotentes Differenzierungspotential von Tenozyten von Frauen 65 Jahre: A, E) Adipogen differenzierte Zellen bilden Lipidvacuolen, B, C, F, G) Schwache Alizarin Rot und starke ALP Färbung nach osteogener Differenzierung, D, H) Chondrogen differenzierte Zellpellets nach Alcian Blau Färbung. Klatte-Schulz F et al., PLoS ONE 8(6): e67209.
Abbildung 3: Faser einer akut rupturierten Achillessehne nach Movat Pentachrom Färbung.

Unsere Arbeitsgruppe generierte eine Zellbank mit Sehnenzellen (Tenozyten) von über 100 Spendern mit chronisch rupturieten Rotatorenmanschetten, welche als Grundlage unserer Forschung diente. Verschiedene demographische und klinische Risikofaktoren (sog. Patientencharakteristika) können die Heilung von Sehnen negativ beeinflussen, wie z.B. höheres Alter, weibliches Geschlecht oder ein hoher Degenerationsgrad der Sehne (Abbildung 1). Diese konnten mit nachteiligen Zelleigenschaften (reduziertes Zellwachstum und Stammzellpotential [Abbildung 2]) in Zusammenhang gebracht werden, was wiederum Grund für ein schlechteres Heilungspotential sein könnte.

Weiterhin untersuchten wir in vitro die Wirkung der Wachstumsfaktoren Bone Morphogenetic Protein 2 (BMP-2) und BMP-7 auf Tenozyten. Diese sind zur Anwendung bei der Knochenheilung klinisch zugelassen und könnten zusätzlich auch die Sehnenheilung positiv beeinflussen. Das Zellwachstum sowie die Expression und Sekretion wichtiger Proteine wie z.B. Kollagen I konnten deutlich gesteigert werden. Zudem wurde vor allem durch BMP-7 die Expression wichtiger Marker für die Sehnendifferenzierung (Smad 8, Scleraxis) hochreguliert, während Marker für eine osteogene oder chondrogene Differenzierung supprimiert wurden. Auch die Wirkung von verschiedenen Platelet Rich Plasmas (PRPs), welche eine Vielzahl verschiedener Wachstumsfaktoren, wie bspw. Platelet-derived growth factor (PDGF), Transforming growth factor β (TGF-β) und Vascular endothelial growth factor (VEGF) enthalten, wurde im Hinblick auf die Sehnenheilung an Tenozytenkulturen in unserer Arbeitsgruppe getestet.

 

Neben den chronischen Sehnenrupturen liegt der Fokus der Arbeitsgruppe seit 2014 verstärkt auf der Untersuchung von Heilungsverläufen nach akuter Ruptur der Achillessehne. Zu verschiedenen Zeitpunkten, an denen die Rekonstruktion der Achillessehne stattfindet, werden Sehnenbiopsien genommen und untersucht. Auf diese Weise ist es möglich einen Einblick in die frühe Phase der Sehnenheilung zu bekommen. Zusätzlich werden akut traumatische Rupturen mit chronischen Achilles-Sehnenerkrankungen verglichen. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung von matrix-abbauenden Enzymen, den Matrix Metalloproteasen (MMPs), sowie deren natürlich vorkommenden Inhibitoren den Tissue Inhibitors of Metalloproteases (TIMPs). Außerdem liegt ein großes Augenmerk auf der Analyse inflammatorischer Faktoren und Prozesse. Durch das gewonnene Wissen können perspektivisch neue therapeutische Ansätze entwickelt werden, um einer schlechten Sehnenheilung entgegenzuwirken.