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Mit einem Zahnprotein Knochenersatz herstellen?

Knochenersatz

© Kanelnoppe – Fotolia_

Wissenschaftler haben entdeckt, dass ein Teilsegment des Proteins (Eiweiß) namens Statherin (STATH) möglicherweise bei Knochenverletzungen als Knochenersatz einsetzbar wäre. Statherin scheint den neuen Erkenntnissen zufolge auch für die Knochenregeneration zuständig zu sein. Es gehört zu den Speichelproteinen und kommt normalerweise im Zahnschmelz des Menschen vor. Interessanterweise scheint es auch in der Lage zu sein, Knochengewebe zum Wachstum anzuregen. Zu dieser Erkenntnis kamen die Londoner Forscher, als sie mit verschiedenen Proteinen Untersuchungen durchführten.

Was sich auf den ersten Blick vielleicht ziemlich abenteuerlich anhört, könnte bald Realität sein. Neuen Erkenntnissen zufolge kann Statherin eines Tages vielleicht sogar Patienten mit Knochenbrüchen helfen. Eine andere Option wäre der Einsatz von Statherin bei der Entwicklung von Knochenersatz. Die Wissenschaftler, die das Protein-Segment entdeckten, sind Bio-Ingenieure und arbeiten an der Queen Mary Universität in London.

Statherin ist für vielfältige Aufgaben zuständig: So hemmt es bakterielle Proteasen, die unter anderem für die krankmachende Wirkung von Bakterien verantwortlich sind. Es sorgt für den richtigen Kalziumspiegel im Speichel und unterstützt die Wundheilung bei Verletzungen der Mundschleimhaut. Im Zahnschmelz spielt Statherin eine wichtige Rolle beim Aufbau von Hydroxylapatit-Kristallen. Hydroxylapatit ist das härteste Material im menschlichen Körper und unter anderem auch im Knochen enthalten. Manche zementfreie Hüftprothesen sind zum Beispiel teilweise mit Hydroxylapatit beschichtet, um das Heranwachsen von Knochen zu fördern.

Würde man aus Statherin eine Membran – das ist eine Art Häutchen – produzieren, hätte das einige Vorteile: Eine solche Membran wäre im Knochenstoffwechsel aktiv, im Fachjargon nennt man diese Eigenschaft ‚bioaktiv‘. Das Statherin-Häutchen ließe sich, bedingt durch seine Eigenschaften, ganz einfach auf beschädigte Knochen auftragen. Ausgehend von der Membran wäre es dann sogar möglich, einen stabilen Knochenersatz herzustellen. Dieser neuartige Knochenersatz würde außerdem auf natürliche Weise die Regeneration des Knochens anregen. Denn der meistens aus künstlichen Materialien hergestellte Knochenersatz verfügt nicht über eine entsprechende Eigenschaft.

Die Wissenschaftler entdeckten die Knochenwachstum stimulierenden Effekte im Rattenmodell, nachdem sie neu gebildetes ‚Kalkgewebe‘ vermessen hatten.

Aktuell liegen nur die Daten aus dem Tiermodell vor. Welche konkreten weiteren Möglichkeiten es für einen Einsatz beim Menschen – auch mit Blick auf die Arthrosebehandlung – gäbe, kann durch weitere Forschung ausgelotet werden. Vielleicht gibt es ja eines Tages sogar Knochenersatz aus Statherin.

Autor: Birgit Klötzer, M.A., wissenschaftliche Redakteurin

Quelle: Tejada-Montes E, Mineralization and bone regeneration using a bioactive elastin-like recombinamer membrane, Biomaterials 2014

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