Deutschlandweite Gewebe- und Zellbank am Uniklinikum Münster eingerichtet im Bereich Molekulare Medizin des muskuloskelettalen Systems
Gewebeproben für molekularbiologische Untersuchungen sehr heterogen
In den vergangenen Jahren brachte die Erforschung der molekularen Zusammenhänge rheumatischer Erkrankungen und insbesondere der Rheumatoiden Arthritis (RA) beachtliche Fortschritte für das Verständnis der Pathogenese sowie wichtige Erkenntnisse über die beteiligten Zelltypen und deren Aktivierungsmechanismen. Dazu sind Untersuchungen an primären Geweben und Zellen von Patienten mit diesen Erkrankungen bzw. entsprechende Kontrollen geradezu essentiell, da sie die Basis sowohl für klinische, relevante Studien als auch für die pathogeneseorientierte Grundlagenforschung bilden. Allerdings stellt die Heterogenität von Gewebeproben für die Durchführung zell- und molekularbiologischer Untersuchungen an Knorpel- und Synovialgewebe ein großes Problem dar. Die Ursache dieser Heterogenität liegt zum geringeren Teil an einer fehlenden Standardisierung von Entnahmetechniken, viel stärker jedoch an den Spezifika der Gelenkerkrankungen selbst.
Kooperation interdisziplinären rheumaorthopädischer Einrichtungen notwendig
Die Komplexität aus verschiedenen Befalls- und Verlaufsformen wird durch unterschiedliche Therapieformen sowohl lokal als auch systemisch zusätzlich erhöht. Molekularbiologische Untersuchungsverfahren - zum Beispiel die Bestimmung bestimmter Serummarker oder die genetische Typisierung der Patienten - haben die Diagnosefindung und Beurteilung der Prognose einzelner Erkrankungen zwar zum Teil erleichtert, eine direkte Verknüpfung mit der lokalen Pathologie jedoch nicht ausreichend herstellen können. Umgekehrt haben histopathologisch orientierte Untersuchungstechniken der Gelenke nur in bestimmten Fällen einen Stellenwert in der Diagnosefindung bzw. der prognostischen Beurteilung von chronisch entzündlichen Gelenkerkrankungen wie der RA. Dem gegenüber stehen eine Reihe substantieller Fortschritte, die in den vergangenen Jahren in der Erforschung molekularer Grundlagen der Pathogenese von entzündlichen und degenerativen Gelenkerkrankungen gemacht wurden. So konnten unter Verwendung neuartiger in vitro und in vivo Techniken wie dem Gentransfer, sowie durch den Einsatz von Tiermodellen wichtige Erkenntnisse über die am Krankheitsprozess beteiligten Zelltypen und über Mechanismen ihrer Aktivierung gewonnen werden. Die Überprüfung dieser Erkenntnisse an einer großen Anzahl von Proben ist eine zentrale Herausforderung, um die Relevanz einzelner Befunde herauszuarbeiten, widersprüchliche Ergebnisse zu erklären und damit letztlich zu den pathogenetischen Grundlagen der betreffenden Erkrankungen vorzudringen, ferner Subgruppen der Erkrankungen zu identifizieren und darauf aufbauend innovative, an der Pathogenese ansetzende Therapieansätze zu entwickeln. Hierzu ist es nötig, in einer interdisziplinären und multizentrischen Kooperation rheumaorthopädischer Einrichtungen mit auf Gelenkerkrankungen spezialisierten Forschungszentren Gewebeproben systematisch zu analysieren.
Ziele des Zentrums
Um die Voraussetzungen für solche Untersuchungen zu schaffen, wurde im Oktober 2006 von der Assoziation für Orthopädische Rheumatologie e. V. (ARO) eine zentrale, deutschlandweite Gewebe- und Zellbank am Bereich Molekulare Medizin des muskuloskelettalen Systems des Universitätsklinikums Münster eingerichtet. Gemäß den Leitsätzen der ARO, einen Austausch wissenschaftlicher Erkenntnisse und praktische Erfahrungen, sowie die Förderung von Forschungsvorhaben im Bereich der Orthopädischen Rheumatologie zu fördern, waren die Ziele einer solchen Gewebebank von Anfang an klar definiert:
Erfolgreicher Start
Das Projekt wurde von der ARO mit insgesamt 43.000 € für zwölf Monate gefördert. Aus diesen Mitteln wurden die technischen Voraussetzungen zur Aufreinigung und Lagerung der isolierten Primärzellen, sowie der Anfertigung histologischer Präparate geschaffen. Der wichtigste Schritt bestand im Aufbau eines Netzwerks von verschiedenen Rheumatologischen Zentren. So ist es innerhalb kurzer Zeit gelungen ein Netz aus mittlerweile zwölf kooperierenden Rheumazentren in Deutschland und Österreich aufzubauen, die nahezu täglich Gewebeproben nach Münster senden. Abbildung 1 zeigt die gegenwärtig beteiligten Zentren. Darüber hinaus konnte mit der Unterstützung eines regionalen Stückgut- und Eilfrachtunternehmen ein sehr flexibles und effizientes integriertes Logistiksystem etabliert werden, welches es ermöglicht, Gewebeproben aus ganz Deutschland und Österreich innerhalb von maximal 24h nach der Operation nach Münster zu bringen.
Mehr als 350 Gewebeproben erfasst
Alle eingehenden Gewebeproben werden aufgearbeitet und als histologisches Präparat, sowie als Primärzellkultur synovialer Fibroblasten archiviert. Vervollständigt wird die Sammlung darüber hinaus durch anonymisierte Information über die Anamnese, sowie dem rheumatologischen Status und der Medikation des Patienten. In den ersten 12 Monaten konnte Operationsmaterial von mehr als 250 Patienten erfasst und der Gewebebank zugeführt werden, so dass zum jetzigen Zeitpunkt rund 350 Gewebeproben von Patienten mit Rheumatoider Arthritis, Osteoarthritis sowie aseptischer Prothesenlockerung als Primärzellkultur, histologisches Präparat und Datensatz in Münster zur Verfügung stehen (Abbildung 2). Dass eine solche Gewebebank und insbesondere die Primärzellkultur synovialer Fibroblasten ein nahezu unschätzbares wissenschaftliches Potential besitzt, wird durch eine Vielzahl verschiedener Forschungsprojekte unterstrichen, die seit dem initiiert werden konnten.
Ausgangspunkt einer stärkeren Zusammenarbeit von Klinik und Forschung
In diesem Zusammenhang ist besonders herauszustellen, daß die ARO- Gewebebank der Ausgangspunkt für eine Vielzahl von Forschungskooperationen mit den beteiligten Rheumatologischen Zentren ist. Die Gewebe- und Zellbank ist dadurch auch zum Ausgangspunkt eines zukünftigen Forschungsnetzwerkes avanciert ist und bildet den Kristallisationskern eines „ARO- Zentrums für zelluläre und molekulare Rheumaorthopädie“ und damit verbunden eines zell- und molekularbiologischen Trainingszentrums am Bereich Molekulare Medizin des muskuloskelettalen Systems in Münster. Das Ziel der weiteren Entwicklung besteht darin, an diesem Zentrum gemeinsame projektbezogene Forschung durchzuführen und gleichzeitig die Möglichkeit zur Rotation von wissenschaftlich interessierten Mitarbeitern/innen der beteiligten ARO- Kliniken in ein modernes molekularbiologisches Forschungslabor zu bieten. Dazu sind erste Schritte bereits getan. So absolvierten Dr. Martin Fuerst vom UKE in Hamburg und Dr. Steffen Drange von der Orthopädischen Universitätsklinik in Magdeburg mehrmonatige Forschungsaufenthalte am Bereich Molekulare Medizin des muskuloskelettalen Systems in Münster. Der Erfolg dieser Kooperationen lässt sich an wissenschaftlichen Beiträgen dieser Kollegen auf internationalen Fachkongressen, wie dem ACR 2007 in Boston ablesen, außerdem an mehreren wissenschaftlichen Veröffentlichungen, die derzeit in Druck bzw. zur Veröffentlichung eingereicht sind.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Projekt "ARO- Zentrums für zelluläre und molekulare Rheumaorthopädie" nicht nur erfolgreich initiiert werden konnte, sondern vielmehr ein entscheidender Grundstein für die Zusammenarbeit zwischen der Klinik und Forschung in der deutschen Rheumatologischen Orthopädie gelegt werden konnte.
Lars Henrik Meyer1, Wolfgang Rüther2, Thomas Pap1, April 2008
1) Bereich Molekulare Medizin des muskuloskeletalen Systems, Universitätsklinikum Münster, Domagkstrasse 3, 48149 Münster, Email: thomas.pap(at)uni-muenster.de
2) Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Martinistraße 52, 20246 Hamburg
