Eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Forschungsgruppe untersucht seit 2019 muskuloskelettale Erkrankungen, also Erkrankungen des Bewegungsapparates. Die Klinik für Orthopädie (Friedrichsheim) am Universitätsklinikum Frankfurt ist mit einem Projekt zur Osteogenesis imperfecta, umgangssprachlich Glasknochenkrankheit genannt, beteiligt – gemeinsam mit Forschern der Uniklinik Köln. Das Vorhaben wird mit insgesamt 530.000 Euro gefördert, 270.000 gehen davon nach Frankfurt. Bereits in der ersten Förderphase konnten die Forscherinnen und Forscher ein Gen identifizieren, das zur verminderten Collagen-Qualität und somit zur Glasknochenkrankheit beiträgt.
Der weltbekannte Pianist Michel Petrucciani litt an der Glasknochenkrankheit. Auch in Spielfilmen wie „Unbreakable“ wurde die angeborene genetische Erkrankung thematisiert. Neben erhöhter Anfälligkeit für Knochenbrüche treten bei Osteogenesis imperfecta (OI) meist Symptome wie Kleinwuchs und Skelettdeformierungen auf. Prof. Frank Zaucke aus der Klinik für Orthopädie (Friedrichsheim) untersucht zusammen mit Prof. Oliver Semler, Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin der Uniklinik Köln, auf molekularer und zellulärer Ebene Pathomechanismen von seltenen Formen nicht-klassischer OI. „Diese vererbbare seltene Erkrankung kann durch Mutationen in verschiedenen Genen verursacht werden. Letztendlich führt eine verringerte Qualität oder eine verminderte Qualität von Collagen I, einem Hauptbestandteil der extrazellulären Matrix, zu einer erhöhten Brüchigkeit des Knochens“, erklärt Prof. Zaucke, Forschungsleiter des Dr. Rolf M. Schwiete Forschungsbereichs für Arthrose an der Klinik für Orthopädie. Collagen I ist maßgeblich für die Festigkeit und die Struktur der Knochen verantwortlich.
Erfolgreiche erste DFG-Förderphase
In der ersten DFG-Förderperiode hat das Team mit KDLER2 ein neues OI verursachendes Gen identifiziert (van Dijk et al., 2020; siehe unten). In primären Patientenzellen konnten die Forscher und Forscherinnen einen molekularen Mechanismus entschlüsseln und nachweisen, dass das durch KDELR2 kodierte Protein direkt am Sekretionsprozess des Collagens beteiligt ist. „Die nun bewilligte Förderung von insgesamt 530.000 Euro, über die wir uns sehr freuen, soll durch ein besseres Verständnis der zugrundliegenden Mechanismen die Entwicklung einer gezielten und individualisierten Therapie ermöglichen“, erhofft sich Prof. Zaucke. Hierzu werden neben Patientenzellen auch induzierte pluripotente Stammzellen analysiert. Um die Effizienz neuer Therapieansätze auch in vivo untersuchen zu können, werden Maus- und Zebrafischmodelle mit analogen Mutationen verwendet.
Das Gesamtprojekt FOR 2722 der DFG
Die Kooperation zwischen den Universitätsklinika in Frankfurt und Köln ist ein Teilprojekt der Forschungsgruppe 2722 (FOR 2722) mit dem Titel „Neue molekulare Determinanten der Homöostase der muskuloskelettalen extrazellulären Matrix – ein systemischer Ansatz“. Sprecher der Forschungsgruppe ist Univ.-Prof. Bent Brachvogel, Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin, Uniklinik Köln. Die Forschungsgruppe der Deutschen Forschungsgemeinschaft wurde 2019 eingerichtet und wird nun für weitere drei Jahre mit einer Summe von insgesamt ca. fünf Millionen Euro gefördert. Schwerpunkt der Forschung ist die Aufklärung von molekularen Prozessen, die für die Homöostase der extrazellulären Matrix (ECM) von muskuloskelettalen Geweben verantwortlich sind, und die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze für die Behandlung von weit verbreiteten und seltenen muskuloskelettalen Erkrankungen wie Osteoporose, Osteoarthrose, Osteogenesis imperfecta oder Myopathien.
Kooperation im Forschungsdreieck Frankfurt – Köln – Münster
Die FOR 2722 zeichnet sich durch eine interdisziplinäre Kooperation von etablierten Arbeitsgruppen aus. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Bereichen Biochemie, Biomechanik, Entwicklungsbiologie, Humangenetik, Matrixbiologie aber auch Orthopädie und Pädiatrie arbeiten übergreifend zusammen und ergänzen sich hinsichtlich grundlagenwissenschaftlicher und klinisch-translationaler Forschung. Neben der Klinik für Orthopädie des Universitätsklinikum Frankfurt sind die Uniklinik Köln sowie die ebenfalls in Köln ansässigen Einrichtungen Deutsche Sporthochschule und das Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns mit einem Projekt involviert. Hinzu kommt das Institut für Experimentelle Muskuloskelettale Medizin in Münster. Durch diese überregionale DFG-Förderung können zahlreiche und seit mehreren Jahren etablierte Kooperationen deutlich gestärkt und intensiviert werden. In der Konsequenz ist so ein Verbund entstanden, der auch international in seiner Ausrichtung ein klares Alleinstellungsmerkmal verkörpert und eine hohe Sichtbarkeit dieses Forschungsfeldes aufweist.
Für weitere Informationen:
Prof. Dr. Frank Zaucke
Forschungsleiter
Dr. Rolf M. Schwiete Forschungsbereich für Arthrose
Klinik für Orthopädie (Friedrichsheim)
Universitätsklinikum Frankfurt
Telefon: +49 69 63 01 – 94 37 2 (oder -94 19 10)
E-Mail: frank.zaucke@unimedizin-ffm.de
Internet: www.kgu.de
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