Auf dem Weg zur personalisierten Arthrose Therapie

Lange galt Arthrose als eine rein degenerative Erkrankung, die zu einem Verschleiß des Gelenkes führt. Inzwischen weiß man, dass Arthrose eine heterogene Erkrankung darstellt, die multifaktoriell begründet ist und bei der Entzündungsmechanismen in den Gelenk-assoziierten Strukturen und insbesondere in der Gelenkschleimhaut ablaufen. Diese Entzündungsprozesse sind nicht nur eine Ursache der Arthrose typischen Symptome, wie Gelenkschmerz, sondern sie sind auch maßgeblich an der Pathophysiologie der Erkrankung beteiligt. Medikamente, die bei Rheumatoider Arthritis mit Erfolg eingesetzt werden, konnten bei Arthrose bisher leider nicht den gewünschten Therapieeffekt zeigen. Für diesen unzureichenden Therapieeffekt beim Einsatz bereits für andere Erkrankungen etablierter entzündungshemmender bzw. entzündungsmodulierender Medikamente gibt es verschiedenen Gründe. Ein wesentlicher hierbei ist, dass Arthrose eine sehr heterogene Erkrankung mit verschiedenen Subtypen darstellt. Diese Subtypen können in klinische Phänotypen (Subtypen, die Patient*innen mit ähnlichen klinischen erkennbaren/fassbaren Eigenschaften beschreiben) und Endotypen (Subtypen, die durch die ablaufenden pathophysiologischen Prozesse auf zellulärer, molekularer und biomechanischer Signal-Ebenen definiert sind) unterteilt werden. Die Unterteilung ist sehr komplex und zeigt auf, wie heterogen und individuell die Erkrankung Arthrose ist. Diese Heterogenität und Komplexität der der Arthrose zugrunde liegenden pathologischen Prozesse, inklusive der Entzündungsprozesse, unterscheidet Arthrose von vielen entzündlichen Erkrankungen. Bei Arthrose sind die entzündlichen Prozesse im Kontext des vorliegenden Arthrose-Subtyps zu betrachten und zu adressieren.

Makrophagen und T-Zellen sind dominierende entzündliche Zellpopulationen in der Gelenkschleimhaut von Patienten mit Hüft- und Kniearthrose. Zur Bestimmung der wesentlichen Zellpopulationen in der Gelenkschleimhaut bei Daumensattelgelenksarthrose führen wir derzeit eine Studie durch. Makrophagen und T-Zellen können jeweils in verschiedene Subtypen unterteilt werden, wobei die Art des Subtyps deren entzündungsförderndes oder entzündungshemmendes Potential bestimmt. In der gezielten Induktion/Stärkung der entzündungshemmenden Subtypen sehe ich Potential, die Entzündungsmechanismen bei Arthrose inhibieren und den Erkrankungsverlauf positiv beeinflussen zu können.

Bisher haben die genetischen Untersuchungen noch nicht zu neuen in der Praxis etablierten Behandlungsstrategien bei Arthrose geführt. Die Entdeckung verschiedener mit Arthrose assoziierter polymorpher DNA-Varianten zeigt jedoch die Chance auf, durch genetische Untersuchungen u.a. Risikofaktoren und Subtypen für Arthrose definieren zu können. Die Künstliche Intelligenz (KI) hat großes Potential, die Diagnostik und Behandlung von Arthrose zu verbessern. So könnte die KI herangezogen werden, um z.B. anhand großer Datensätze, inklusive MRT-Daten, Daten zu klinischen Untersuchungen sowie Auswertungen von Gewebeproben-Analysen, die Pathophysiologie der Arthrose besser zu verstehen und Muster zu erkennen, anhand derer die beste individuelle Arthrose-Therapie abgeleitet werden könnte.

Trotz der Kenntnis über wesentliche Zytokine, wie TNF-α und IL-1β, und Knorpel-destruierende Enzyme, den Metalloproteinasen, im Entzündungsprozess bei Arthrose, ist die Suche nach Diagnostik tauglichen Entzündungsmarkern noch Gegenstand der aktuellen Forschung. Die Definition von Biomarkern, die das Risiko einer behandlungsbedürftigen Arthrose und das Frühstadium der Erkrankung anzeigen und eine Vorhersehbarkeit des Erkrankungsverlaufes erlauben, würden das Arthrose-Management entscheidend verbessern können. Insbesondere Biomarker, die den molekularen Subtyp (Endotyp) der Arthrose bestimmen können, wären hierbei besonders wertvoll, da durch solche Biomarker eine gezielte Therapie frühzeitig erfolgen könnte. Die Heterogenität der Arthrose-Subtypen bei gleichzeitig noch nicht ausreichend verstandenen Wechselwirkungen zwischen den zellulären und molekularen Prozessen erschweren jedoch die Suche und Definition solcher Marker.

Der Schwerpunkt unserer Forschung ist noch auf grundwissenschaftlicher Ebene. Dennoch machen unsere Ergebnisse der letzten Jahre Mut, in absehbarer Zukunft an der Etablierung neuer Arthrose-Behandlungsstrategien beitragen zu können. Hierbei liegt unser Fokus auf der Entwicklung eines krankheitsmodifizierenden Osteoarthritis-Medikaments (DMOAD). Dieses könnte oral (systemisch) oder additiv lokal im Rahmen einer Operation, z.B. im Rahmen einer Meniskus- oder Kreuzband-Operation, verabreicht werden. Hierbei wird die genaue Patient*innen Auswahl für den Therapieerfolg entscheidend sein. Dass es ein Universalmedikament für Arthrose geben wird, ist unwahrscheinlich. Je individueller die Pathogenese der Erkrankung, desto mehr Bedarf besteht in einer individuellen Therapie – so insbesondere bei Arthrose. Es wird hierbei wesentlich sein, bereits junge Menschen für das Risiko einer Arthrose zu sensibilisieren. So wird es in der Praxis entscheidend sein, die Entzündungsmechanismen direkt in der Anfangsphase der Erkrankung zu adressieren.