Rund ein Viertel der Österreicher:innen leidet unter Arthrose, Tendenz steigend. Eine Gelenkabnützung kann zwar gebremst, aber nicht rückgängig gemacht werden. Noch immer gibt es viele offene Fragen bei der Entstehung und Behandlung der Krankheit. Das LBI für Arthritis and Rehabilitation hat seinen Fokus für die nächsten drei Jahre deshalb auf die Arthrose-Forschung gelegt.

Das Forschungsteam will verstärkt die zellulären und molekularen Mechanismen bei der Entstehung von Arthrose aufklären, Biomarker zur besseren Vorhersage von Behandlungserfolgen erforschen und neue Therapieansätze erarbeiten. Neben dem laufenden Aufbau der großen Kohorten- und Biomaterialdatenbank BLOAR, der Entwicklung von Algorithmen zur Analyse von Bilddaten von Arthrosepatient:innen, ist die Entschlüsselung der Pathogenese bei Arthrose zentrales Forschungsthema.

Stefan Tögel und sein Team am LBI für Arthritis and Rehabilitation untersuchen die Relevanz von Glykan-Lektin-Wechselwirkungen bei der degenerativen Gelenkerkrankung. „Wir versuchen mit unserer glykobiologischen Forschung einen Beitrag zur Aufklärung der molekularen Ursachen der Arthrose zu leisten“, erklärt Stefan Tögel. „Wenn es uns gelingt, in die Regulation der Galektin-Überexpression einzugreifen oder die Bindung der Galektine an Knorpelzellen zu hemmen, wären das erste Ansatzpunkte für eine mögliche therapeutische Intervention.“

Dazu analysieren die Wissenschaftler:innen die Beteiligung von Galektinen an pathophysiologischen Prozessen bei Arthrose im Früh- und Endstadium. Sie konnten in vorangegangenen Studien zeigen, dass Galektin-1, -3 und -8 eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Manifestation der Erkrankung spielen. 2022 konzentrierten sich die Wissenschaftler:innen auf die Wirkung von Galektin-4, ein Protein, das beim Menschen vom LGALS4-Gen kodiert wird. „Gal-4 ist in den Knorpelzellen von arthrotischem Gelenkknorpel im Knie überexprimiert“, erklärt Stefan Tögel. Insofern bestehe ein direkter Zusammenhang zwischen dem Auftreten des Proteins und dem Schweregrad der Knorpeldegeneration. Denn Galektin-4, das an die Zelloberfläche von Knorpelzellen bindet, fördere Entzündungen und matrixabbauende Enzyme. Gleichzeitig steigere es die Wirkungen von Galektin-1, -3 und -8, so eine Studie der Forschungsgruppe. Die Wissenschaftler:innen gehen daher von einem „Galektin-Netzwerk“ aus, das gemeinsam an den Mechanismen zur Entstehung von Arthrose beteiligt ist.

Die Wissenschaftler:innen testeten auch die Anwendung von bifunktionellen Inhibitoren, die sowohl die schädlichen Galektine abfangen als auch knorpelabbauende Enzyme hemmen können. Ein weiteres Ziel ihrer Forschungsarbeit ist die Etablierung von geeigneten Tiermodellen, um die Funktionalität der Galektine in vivo untersuchen zu können. „Unsere Forschungsgruppe setzt sich seit Jahren intensiv mit dem Knorpel auseinander – in Zukunft wollen wir auch andere interessante Gewebestrukturen wie den Meniskus, die Gelenkkapsel oder die Bandscheiben untersuchen, die von degenerativen Veränderungen betroffen sind“, beschreibt Stefan Tögel weitere Forschungsziele.